Inleiding tot ingebedde systemen Een beknopte handleiding voor beginners

Een inleiding tot ingebedde systemen:

Hoe vaak heb je de term "Embedded system design" gehoord op het gebied van elektrotechniek? Er zijn er echter niet veel die u een exacte definitie van deze term kunnen geven, zelfs als ze misschien weten wat een embedded systeem doet. Een embedded systeemontwerp kan eenvoudig worden gedefinieerd als 'het ontwerp van een embedded systeem'. Maar wat is een embedded systeem zelf? Hier zullen we niet alleen een ingebed systeem definiëren, maar u ook een gedetailleerde inleiding geven tot ingebedde systeemontwerpen en hun toenemend gebruik in het elektrische veld.

Wat is een ingebed systeem?

Een embedded systeem is een elektronisch geprogrammeerd en besturingssysteem dat een specifieke taak uitvoert binnen een groter elektrisch systeem. Het fungeert als een centraal onderdeel en is specifiek ontworpen voor beperkte functionaliteit. Het zou niet verkeerd zijn om te zeggen dat het geen compleet systeem is, maar een onderdeel van een systeem.

Waaruit bestaat een ingebed systeem?

We hebben een embedded systeem gedefinieerd als een centraal onderdeel dat een rekentaak binnen een systeem uitvoert. Dit onderdeel kan een eenvoudige microcontroller, een microprocessor, een digitale signaalprocessor of zelfs een FPGA (field-programmable gate array) zijn. Voor een embedded designer moet je bekend zijn met firmware-ontwikkeling. Firmware-ontwikkeling omvat de volgende taken:

1:De code schrijven: Code is meestal geschreven in C. U zou enig inzicht moeten hebben in programmeertalen, aangezien deze u zullen helpen begrijpen hoe uw processor werkt.

2:De randapparatuur configureren: Embedded systeem communiceert met de buitenwereld via hun randapparatuur. Er zijn veel soorten randapparatuur die een ingebed systeem kan gebruiken, bijvoorbeeld seriële communicatie-interfaces (SCI), USB's, analoog naar digitaal converters, synchrone seriële communicatie-interfaces zoals 12C, enz. Als ontwerper moet u weten hoe deze randapparatuur werken en hoe deze in het systeem te implementeren.

3:De code testen: Zodra u klaar bent met het ontwerp en de code, moet u de functionaliteit van het apparaat testen in verschillende bedrijfsomstandigheden. Dit kunnen unittests, tests op hoog niveau en integratietests zijn.

4:Uw code verfijnen: U zult uw code in een verfijnde en functionele staat moeten brengen door alle aanpassingen te identificeren die u mogelijk aan uw code moet maken voordat deze volledig klaar is.

5:Foutopsporing in uw code: Debuggen is in feite het corrigeren van alle fouten en fouten in een systeem of in dit geval een code. Het is onmogelijk voor een systeem om geen fouten te tonen, dus je moet de hele code grondig debuggen. De juiste vaardigheden in debuggen komen alleen voort uit ervaring.

6:De code verifiëren: De laatste stap is het verifiëren van uw code. Met andere woorden, u test om te zien hoe goed het kan functioneren of hoe goed het presteert in specifieke gevallen. Een type test is de ‘apentest’, waarbij je willekeurig continu input geeft aan het apparaat en ziet dat het niet defect raakt.

Wat kan een embedded systeem doen?

Ingebouwde systemen zoals eerder vermeld zijn gemaakt voor specifieke en beperkte functionaliteit. Daarom moet u nauwkeurig vaststellen of uw systeem al dan niet voor die functie is gebouwd. Ontwerp uw systeem dienovereenkomstig. U moet alle vereisten zien en alle kenmerken identificeren waarop het ontwerp moet worden gebouwd, en vervolgens uw apparaat dienovereenkomstig ontwerpen.

Een ingebed systeem implementeren:

Een embedded systeem alleen kan niet werken. Het is gebouwd met het concept om in een groter systeem te werken in plaats van als een op zichzelf staande eenheid. Daarom moet u weten hoe u een embedded systeem op de juiste manier implementeert. Er zijn een aantal belangrijke factoren waarmee u rekening moet houden, zoals stroomverdeling, communicatie-interfaces en onderlinge verbindingen binnen het systeem.

Houd er rekening mee dat u uw interface altijd op een eenvoudige manier moet documenteren nadat u klaar bent met het ontwerpen ervan. Dit komt omdat niet alle systeemontwerpers in uw project informatie bijhouden over de embedded apparaten die het systeem zal gebruiken; in plaats daarvan richten ze zich alleen op de componenten van het systeem die ze moeten ontwerpen. Daarom moet u voor het gebruiksgemak een interfacecontroledocument maken. Dit zal helpen om uw embedded apparaat gemakkelijk in het systeem te implementeren.

Er zijn veel manieren waarop embedded ontwerpen worden gelieerd aan andere uiteenlopende gebieden, zoals firmware-ontwikkeling, elektrische en elektronische systemen, PCB-lay-outsystemen, interface-ontwerp, systeemintegratie enzovoort. Het heeft gebruikers uit al deze velden nodig om te kunnen functioneren. Het gebruik van Embedded Systems neemt ook met de dag toe, omdat het helpt om de diversiteit van het functioneren binnen afzonderlijke systemen te bevorderen.