Einführung in eingebettete Systeme Eine Kurzanleitung für Anfänger

Eine Einführung in eingebettete Systeme:

Wie oft haben Sie in der Elektrotechnik schon den Begriff „Embedded System Design“ gehört? Allerdings können Ihnen nicht viele eine genaue Definition dieses Begriffs geben, auch wenn sie vielleicht wissen, was ein eingebettetes System tut. Ein eingebettetes Systemdesign kann einfach als „das Design eines eingebetteten Systems“ definiert werden. Aber was ist ein eingebettetes System selbst? Hier definieren wir nicht nur ein eingebettetes System, sondern geben Ihnen auch eine detaillierte Einführung in eingebettete Systemdesigns und deren zunehmende Verwendung im elektrischen Bereich.

Was ist ein eingebettetes System?

Ein eingebettetes System ist ein elektronisches Programmier- und Betriebssystem, das eine dedizierte Aufgabe innerhalb eines größeren elektrischen Systems ausführt. Es fungiert als zentrale Komponente und ist speziell auf eingeschränkte Funktionalität ausgelegt. Es wäre nicht falsch zu sagen, dass es sich nicht um ein vollständiges System, sondern um einen Teil eines Systems handelt.

Woraus besteht ein eingebettetes System?

Wir haben ein eingebettetes System als eine zentrale Komponente definiert, die eine Rechenaufgabe innerhalb eines Systems durchführt. Diese Komponente kann ein einfacher Mikrocontroller, ein Mikroprozessor, ein digitaler Signalprozessor oder sogar ein FPGA (Field Programmable Gate Array) sein. Als Embedded-Designer sollten Sie mit der Firmware-Entwicklung vertraut sein. Die Firmware-Entwicklung umfasst die folgenden Aufgaben:

1:Schreiben des Codes: Code wird normalerweise in C geschrieben. Sie sollten einige Kenntnisse über Programmiersprachen haben, da diese Ihnen helfen werden, die Funktionsweise Ihres Prozessors zu verstehen.

2:Konfiguration der Peripheriegeräte: Eingebettete Systeme kommunizieren über ihre Peripherie mit der Außenwelt. Es gibt viele Arten von Peripheriegeräten, die ein eingebettetes System verwenden kann, z. B. serielle Kommunikationsschnittstellen (SCI), USBs, Analog-Digital-Wandler, synchrone serielle Kommunikationsschnittstellen wie 12C usw. Als Designer sollten Sie wissen, wie diese Peripheriegeräte funktionieren arbeiten und wie man sie in das System implementiert.

3:Testen des Codes: Sobald Sie das Design und den Code fertiggestellt haben, müssen Sie die Funktionalität des Geräts unter verschiedenen Betriebsbedingungen testen. Dies kann Unit-Tests, High-Level-Tests und Integrationstests umfassen.

4:Code verfeinern: Sie müssen Ihren Code in einen verfeinerten und funktionsfähigen Zustand bringen, indem Sie alle Anpassungen identifizieren, die Sie möglicherweise an Ihrem Code vornehmen müssen, bevor er vollständig fertig ist.

5:Debuggen Ihres Codes: Beim Debuggen werden im Grunde alle Fehler und Fehler in einem System oder in diesem Fall einem Code korrigiert. Es ist unmöglich, dass ein System keine Fehler anzeigt, daher müssen Sie den gesamten Code sorgfältig debuggen. Richtige Fähigkeiten im Debugging kommen nur aus Erfahrung.

6:Verifizieren des Codes: Der letzte Schritt besteht darin, Ihren Code zu verifizieren. Mit anderen Worten, Sie werden testen, wie gut es funktionieren kann oder wie gut es in bestimmten Fällen abschneidet. Eine Art von Test ist der „Affentest“, bei dem Sie dem Gerät zufällige kontinuierliche Eingaben machen und sehen, dass es nicht funktioniert.

Was kann ein eingebettetes System?

Eingebettete Systeme, wie oben erwähnt, sind für spezifische und eingeschränkte Funktionalität ausgelegt. Daher müssen Sie genau feststellen, ob Ihr System für diese Funktion ausgelegt ist oder nicht. Gestalten Sie Ihr System entsprechend. Sie müssen alle Anforderungen sehen und alle Merkmale identifizieren, auf denen das Design aufbauen muss, und dann Ihr Gerät entsprechend entwerfen.

So implementieren Sie ein eingebettetes System:

Ein eingebettetes System allein kann nicht funktionieren. Es wurde mit dem Konzept entwickelt, in einem größeren System statt als eigenständige Einheit zu arbeiten. Daher sollten Sie wissen, wie man ein eingebettetes System richtig implementiert. Es gibt eine Reihe von Schlüsselfaktoren zu beachten, wie z. B. Stromverteilung, Kommunikationsschnittstellen und Verbindungen innerhalb des Systems.

Denken Sie daran, dass Sie Ihre Benutzeroberfläche immer auf einfache Weise dokumentieren sollten, nachdem Sie sie entworfen haben. Dies liegt daran, dass nicht alle Systemdesigner in Ihrem Projekt Informationen über die eingebetteten Geräte aufbewahren, die das System verwenden wird. Stattdessen konzentrieren sie sich nur auf die Komponenten des Systems, die sie entwerfen müssen. Aus diesem Grund sollten Sie zur einfacheren Verwendung ein Schnittstellenkontrolldokument erstellen. Dies wird dazu beitragen, Ihr eingebettetes Gerät einfach in das System zu implementieren.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie eingebettete Designs mit anderen unterschiedlichen Bereichen wie Firmware-Entwicklung, elektrischen und elektronischen Systemen, PCB-Layoutsystemen, Schnittstellendesign, Systemintegration und so weiter verbunden sind. Es braucht Benutzer aus all diesen Bereichen, um zu funktionieren. Auch die Nutzung eingebetteter Systeme nimmt von Tag zu Tag zu, da sie dazu beiträgt, die Funktionsvielfalt innerhalb einzelner Systeme zu fördern.

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