Qu'est-ce que la conception de système intégré: étapes du processus de conception

Un système embarqué est un contrôleur qui contrôle de nombreux autres appareils électroniques. C'est une combinaison de matériel et de logiciel embarqués. Il existe deux types de systèmes embarqués microprocesseurs et micro-contrôleur . Le microprocesseur est basé sur le modèle / l'architecture de von Neumann (où le programme + les données résident dans le même emplacement de mémoire), c'est une partie importante du système informatique, où les processeurs externes et les périphériques sont interfacés avec lui. Il occupe plus d'espace et consomme plus d'énergie. L'application du microprocesseur concerne les ordinateurs personnels. Cet article décrit les étapes de la conception de systèmes intégrés.

Qu'est-ce qu'une conception de système intégré?

Définition: Un système conçu avec l'intégration de matériel et de logiciel ensemble pour une fonction spécifique avec une plus grande surface est la conception de système intégré. Dans la conception de systèmes embarqués, un microcontrôleur joue un rôle essentiel. Le micro-contrôleur est basé sur l'architecture Harvard, c'est un composant important d'un système embarqué. Le processeur externe, la mémoire interne et les composants d'E / S sont interfacés avec le microcontrôleur. Il occupe moins de surface, moins de consommation d'énergie. L'application des microcontrôleurs est le MP3, les machines à laver.

Conception intégrée

Types de systèmes embarqués

• Autonome Système embarqué
• Système embarqué en temps réel
• Appareils en réseau
• Appareils mobiles

Éléments des systèmes embarqués

• Processeur
• Microprocesseur
• Microcontrôleur
• Processeur de signal numérique.

Étapes du processus de conception du système intégré

Les différentes étapes duDiagramme de flux / de flux de conception de système intégréinclure les éléments suivants.

Conception embarquée - processus - étapes

Abstraction

Dans cette étape, le problème lié au système est abstrait.

Matériel - Architecture logicielle

Bonne connaissance du matériel et des logiciels à connaître avant de commencer tout processus de conception.

Propriétés fonctionnelles supplémentaires

Les fonctions supplémentaires à implémenter doivent être entièrement comprises dans la conception principale.

Famille de conception liée au système

Lors de la conception d'un système, il convient de se référer à une famille de conception précédente liée au système.

Conception modulaire

Des conceptions de modules distinctes doivent être faites afin de pouvoir être utilisées ultérieurement si nécessaire.

Cartographie

Basé sur le mappage logiciel est fait. Par exemple, le flux de données et le flux de programme sont mappés en un seul.

Design de l'interface utilisateur

Dans la conception de l'interface utilisateur, cela dépend des besoins de l'utilisateur, de l'analyse de l'environnement et de la fonction du système. Par exemple, sur un téléphone mobile, si nous voulons réduire la consommation d'énergie des téléphones portables, nous prenons en charge d'autres paramètres, de sorte que la consommation d'énergie puisse être réduite.

Raffinement

Chaque composant et module doit être affiné de manière appropriée afin que l'équipe logicielle puisse comprendre.

Le langage de description architecturale est utilisé pour décrire la conception du logiciel.

• Hiérarchie de contrôle
• Partition de la structure
• Structure et hiérarchie des données
• Procédure logicielle.

Activités du processus de développement de logiciels de conception de systèmes intégrés

Il existe diverses métriques de conception nécessaires pour concevoir un système afin qu'il fonctionne correctement, ils sont

Activités du processus de développement de logiciels embarqués

Les activités de processus de développement de logiciels embarqués comprennent principalement les suivantes.

Caractéristiques

Des spécifications appropriées doivent être établies afin que le client qui utilise le produit puisse passer par la spécification du produit et l'utiliser sans aucune confusion. Les concepteurs se concentrent principalement sur les spécifications telles que le matériel, les contraintes de conception, la période du cycle de vie, le comportement du système résultant.

Architecture

Les couches d'architecture matérielle et logicielle sont spécifiées.

Composants

Dans cette couche, la conception des composants est effectuée. Composants tels que processeur à processus unique, mémoires RAM / ROM, périphériques, bus, etc.

Systeme d'intégration

Dans cette couche, tous les composants sont intégrés dans le système et testés si ses concepteurs répondent aux attentes.

Défis de la conception de systèmes embarqués

Lors de la conception de tout système embarqué, les concepteurs sont confrontés à de nombreux défis tels que:

• Adaptabilité de l'environnement
• Consommation d'énergie
• Zone occupée
• Emballage et intégration
• Mise à jour du matériel et des logiciels
• Sécurité
• Les concepteurs sont confrontés à divers défis lors du test de la conception, comme le matériel intégré essai , Étape de vérification, maintenabilité de validation.

Exemples de conception de systèmes intégrés

• Distributeur automatique de chocolat (ACVM)
• Appareil photo numérique
• Carte à puce
• Téléphone mobile
• Ordinateur portable..etc.

Distributeur automatique de chocolat (ACVM)

La fonction de conception d'ACVM est de fournir du chocolat à l'enfant chaque fois que l'enfant insère une pièce dans ACVM.

Étapes de conception

Les étapes de conception comprennent principalement les éléments suivants.

1. Conditions
2. Caractéristiques
3. Fonctionnement matériel et logiciel.

Conditions

Lorsqu'un enfant insère une pièce dans la machine et sélectionne le chocolat particulier qu'il souhaite acheter.

Contributions

• Pièces, sélection des utilisateurs.
• Une interruption est générée à chaque port chaque fois qu'une pièce est insérée.
• Une notification distincte est envoyée à chaque port.

Les sorties

• Chocolat
• Rembourser
• Un message est affiché sur l'écran LCD comme la date, l'heure, le message de bienvenue.

Fonction système

• À l'aide d'une interface utilisateur graphique, l'enfant commande au système quel chocolat l'enfant souhaite acheter.
• Là où l'interface utilisateur graphique a un écran LCD, un clavier, un écran tactile.
• La machine livre le chocolat lorsque l'enfant insère la pièce si les pièces insérées dépassent le coût réel du chocolat sélectionné. La machine ACVM rembourse l'argent.
• À l'aide d'un bus synchrone universel, le propriétaire de l'ACVM peut suivre l'emplacement du client.

Métriques de conception

Dissipation de puissance

La conception doit être faite selon la taille de l'écran et les composants mécaniques.

Délai de traitement

La minuterie doit être réglée, de sorte que chaque fois que l'enfant insère la pièce, l'ACVM doit répondre en quelques secondes en livrant les chocolats et en remboursant en cas d'excédent.
Par exemple, si le temps de réponse est de 10 secondes, l'ACVM doit livrer le chocolat et rembourser l'argent en cas d'excédent dans les 10 secondes dès que l'enfant insère la pièce et fait une demande de chocolat.

Caractéristiques

À partir du système ACVM ci-dessous, lorsque l'enfant insère la pièce. Les pièces sont séparées en fonction des ports présentés, Port1, Port2, Port5. A la réception de la pièce une interruption est générée par le port, cette interruption est envoyée pour lire la valeur du montant et augmenter.

automatique - chocolat - distributeur - machine

Un écran LCD présent ici affiche les messages comme le coût, le temps, la bienvenue..etc. Une livraison portuaire existe où les chocolats sont collectés.

Matériel

L'architecture matérielle ACVM a les spécifications matérielles suivantes

• Microcontrôleur 8051
• 64 Ko de RAM et 8 Mo de ROM
• Mémoire flash de 64 Ko
• Clavier
• Trieur de pièces mécanique
• Chaîne de chocolat
• Chaîne de pièces
• Modem USB sans fil
• Source de courant

Logiciel d'ACVM

De nombreux programmes doivent être écrits pour pouvoir être reprogrammés si nécessaire dans la RAM / ROM comme,

architecture-matérielle-schéma-bloc-actif

• Augmentation du prix du chocolat
• Mise à jour des messages à afficher sur l'écran LCD
• Changement des fonctionnalités de la machine.

Un système embarqué est une combinaison de matériel + logiciel pour exécuter une fonction particulière. Il existe deux types de microprocesseurs et de microcontrôleurs. Lors de la conception d'un système embarqué, certaines contraintes de conception et spécifications doivent être prises en compte, afin que le développeur puisse répondre aux attentes du client et livrer à temps. Une application de système embarqué conception ACVM expliqué dans ce contenu. Voici une question quelle est la cause des contraintes environnementales lors de la conception d'un système embarqué?