Apa itu Desain Sistem Tertanam: Langkah-langkah dalam Proses Desain

Sistem Tertanam adalah pengontrol, yang mengontrol banyak perangkat elektronik lainnya. Ini adalah kombinasi dari perangkat keras dan perangkat lunak tertanam. Ada dua jenis sistem tertanam Mikroprosesor dan pengontrol mikro . Prosesor mikro didasarkan pada model / arsitektur von Neumann (di mana program + data berada di lokasi memori yang sama), ini adalah bagian penting dari sistem komputer, di mana prosesor dan periferal eksternal dihubungkan dengannya. Ini menempati lebih banyak area dan memiliki lebih banyak konsumsi daya. Aplikasi mikroprosesor adalah komputer pribadi. Artikel ini membahas langkah-langkah yang melibatkan desain sistem tertanam.

Apa itu Desain Sistem Tertanam?

Definisi: Sebuah sistem yang dirancang dengan penyematan perangkat keras dan perangkat lunak bersama-sama untuk fungsi tertentu dengan area yang lebih luas adalah desain sistem tertanam. Dalam desain sistem tertanam, mikrokontroler memainkan peran penting. Pengontrol mikro didasarkan pada arsitektur Harvard, ini adalah komponen penting dari sistem tertanam. Prosesor eksternal, memori internal, dan komponen i / o dihubungkan dengan mikrokontroler. Ini menempati lebih sedikit area, lebih sedikit konsumsi daya. Penerapan mikrokontroler adalah MP3, mesin cuci.

Desain Tertanam

Jenis Sistem Tertanam

• Stand-Alone Sistem Tertanam
• Sistem Tertanam Waktu Nyata
• Peralatan Jaringan
• Perangkat seluler

Elemen Sistem Tertanam

• Prosesor
• Mikroprosesor
• Mikrokontroler
• Prosesor sinyal digital.

Langkah-langkah dalam Proses Desain Sistem Tertanam

Langkah-langkah berbeda di filediagram alur / aliran desain sistem tertanamtermasuk yang berikut ini.

Desain tertanam - proses - langkah

Abstraksi

Dalam tahap ini masalah yang terkait dengan sistem diabstraksi.

Perangkat Keras - Arsitektur Perangkat Lunak

Pengetahuan yang tepat tentang perangkat keras dan perangkat lunak harus diketahui sebelum memulai proses desain apa pun.

Properti Fungsional Ekstra

Fungsi tambahan yang akan diimplementasikan harus dipahami sepenuhnya dari desain utama.

Keluarga Desain Terkait Sistem

Saat merancang sistem, seseorang harus mengacu pada keluarga desain terkait sistem sebelumnya.

Desain modular

Desain modul terpisah harus dibuat agar dapat digunakan nanti saat dibutuhkan.

Pemetaan

Berdasarkan pemetaan perangkat lunak dilakukan. Misalnya, aliran data dan aliran program dipetakan menjadi satu.

Desain Antarmuka Pengguna

Dalam desain antarmuka pengguna itu tergantung pada kebutuhan pengguna, analisis lingkungan dan fungsi sistem. Misalnya pada ponsel jika kita ingin mengurangi konsumsi daya ponsel kita menjaga parameter lain, sehingga konsumsi daya dapat dikurangi.

Perbaikan

Setiap komponen dan modul harus disempurnakan dengan benar agar tim perangkat lunak dapat memahaminya.

Bahasa deskripsi arsitektur digunakan untuk mendeskripsikan desain perangkat lunak.

• Kontrol Hierarki
• Partisi struktur
• Struktur dan hierarki data
• Prosedur Perangkat Lunak.

Aktivitas Proses Pengembangan Perangkat Lunak Perancangan Sistem Tertanam

Ada berbagai metrik desain yang diperlukan untuk merancang sistem apa pun agar berfungsi dengan baik

Aktivitas Proses Pengembangan Perangkat Lunak Tertanam

Kegiatan proses pengembangan perangkat lunak tertanam terutama mencakup berikut ini.

Spesifikasi

Spesifikasi yang tepat harus dibuat agar pelanggan yang menggunakan produk dapat melihat spesifikasi produk dan menggunakannya tanpa kebingungan. Desainer terutama berfokus pada spesifikasi seperti perangkat keras, batasan desain, periode siklus hidup, perilaku sistem yang dihasilkan.

Arsitektur

Lapisan arsitektur Perangkat Keras dan Perangkat Lunak ditentukan.

Komponen

Pada lapisan ini, desain komponen selesai. Komponen seperti prosesor proses tunggal, memori- RAM / ROM, perangkat periferal, bus..dll.

Integrasi sistem

Pada lapisan ini, semua komponen diintegrasikan ke dalam sistem dan diuji apakah memenuhi perancang, harapan.

Tantangan dalam Desain Sistem Tertanam

Saat merancang sistem tertanam apa pun, desainer menghadapi banyak tantangan seperti berikut,

• Adaptasi lingkungan
• Konsumsi daya
• Area yang ditempati
• Pengemasan dan integrasi
• Memperbarui perangkat keras dan perangkat lunak
• Keamanan
• Ada berbagai tantangan yang dihadapi desainer saat menguji desain seperti perangkat keras tertanam pengujian , Tahap verifikasi, Validasi Maintainability.

Contoh Desain Sistem Tertanam

• Mesin Penjual Cokelat Otomatis (ACVM)
• Kamera digital
• Kartu pintar
• Telepon genggam
• Komputer seluler..dll.

Mesin Penjual Cokelat Otomatis (ACVM)

Fungsi desain ACVM adalah memberikan cokelat kepada anak setiap kali anak memasukkan koin ke ACVM.

Langkah Desain

Langkah-langkah desain terutama mencakup yang berikut ini.

1. Persyaratan
2. Spesifikasi
3. Fungsi perangkat keras dan perangkat lunak.

Persyaratan

Ketika seorang anak memasukkan koin ke dalam mesin dan memilih coklat tertentu yang ingin dia beli.

Masukan

• Koin, pilihan pengguna.
• Interupsi dihasilkan di setiap port setiap kali koin dimasukkan.
• Pemberitahuan terpisah dikirim ke setiap port.

Keluaran

• Cokelat
• Pengembalian dana
• Sebuah pesan ditampilkan pada LCD seperti tanggal, waktu, pesan selamat datang.

Fungsi Sistem

• Dengan menggunakan antarmuka pengguna grafis, anak memerintahkan ke sistem cokelat mana yang ingin dibeli oleh anak tersebut.
• Dimana antarmuka pengguna grafis memiliki LCD, keypad, layar sentuh.
• Mesin mengirimkan coklat ketika anak memasukkan koin jika koin yang dimasukkan melebihi harga sebenarnya dari coklat yang dipilih. Mesin ACVM mengembalikan uang tersebut.
• Dengan menggunakan bus sinkron Universal, pemilik ACVM dapat melacak lokasi klien.

Metrik Desain

Pembuangan Daya

Desain harus dibuat sesuai ukuran tampilan dan komponen mekanis.

Batas Waktu Proses

Timmer harus disetel, sehingga setiap kali anak memasukkan koin, ACVM harus merespons dalam beberapa detik dalam mengirimkan cokelat dan mengembalikan uang jika kelebihan.
Misalnya, jika waktu respons adalah 10 detik, ACVM harus mengirimkan cokelat dan mengembalikan uang jika kelebihan dalam 10 detik segera setelah anak memasukkan koin dan mengajukan permintaan cokelat.

Spesifikasi

Dari sistem ACVM di bawah ini, ketika anak memasukkan koin. Koin-koin tersebut dipisahkan sesuai dengan port yang disajikan, Port1, Port2, Port5. Saat menerima koin, interupsi dihasilkan oleh port, interupsi ini dikirim untuk membaca nilai jumlah dan meningkat.

otomatis - mesin penjual coklat otomatis

Sebuah LCD hadir di sini menampilkan pesan-pesan seperti biaya, waktu, selamat datang..dll. Pengiriman melalui port ada di mana cokelat dikumpulkan.

Perangkat keras

Arsitektur perangkat keras ACVM memiliki spesifikasi perangkat keras berikut

• Mikrokontroler 8051
• 64 KB RAM dan 8MB ROM
• Memori Flash 64 KB
• Papan tombol
• Penyortir koin mekanis
• Saluran cokelat
• Saluran koin
• Modem nirkabel USB
• Sumber Daya listrik

Perangkat lunak ACVM

Banyak program harus ditulis agar dapat diprogram ulang saat dibutuhkan dalam RAM / ROM seperti,

hardware-arsitektur-blok-diagram-aktif

• Kenaikan harga coklat
• Memperbarui pesan untuk ditampilkan di LCD
• Perubahan fitur mesin.

Sistem Tertanam adalah kombinasi perangkat keras + perangkat lunak untuk menjalankan fungsi tertentu. Ada dua jenis mikroprosesor dan mikrokontroler. Saat merancang sistem tertanam, batasan desain dan spesifikasi tertentu harus dipertimbangkan, sehingga pengembang dapat memenuhi harapan pelanggan dan mengirimkannya tepat waktu. Aplikasi sistem Tertanam rancangan ACVM dijelaskan dalam konten ini. Berikut adalah pertanyaan apa penyebab kendala lingkungan saat merancang sistem tertanam?