Hệ thống nhúng: Module phần cứng và phần mềm

Chia sẻ: Nhữ Quang Khải | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

258
lượt xem 84
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Module phần cứng và phần mềm: Hardware = thực thi chức năng thông qua cấu trúc, thiết kế. Software = thực thi chức năng phần mềm trên bộ vi xử lý lập trình được. Phần cứng, còn gọi là cương liệu (tiếng Anh: hardware), là các cơ phận (vật lý) cụ thể của máy tính hay hệ thống máy tính như là màn hình, chuột, bàn phím, máy in, máy quét, vỏ máy tính, bộ nguồn, bộ vi xử lý CPU, bo mạch chủ, các loại dây nối, loa, ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, ổ CDROM, ổ DVD...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống nhúng: Module phần cứng và phần mềm

Hệ thống nhúng
Nội dung Giới thiệu hệ thống nhúng Ki Kiến trúc HW/SW Đặc trưng và thiết kế hệ thống nhúng Khái niệm thời gian thực Đặ Đặc trưng và ràng buộc thời gian thực Những mô hình tính toán thông dụng của ES 2 Vũ Quang Dũng
Ph Phần mềm hệ thống nhúng truyền th nhúng truy thống = CPU + RTOS 3 Vũ Quang Dũng
Hệ thống nhúng hiện tại th hi Application Analog DSP Specific Gates I/O Code Processor Memory Cores Hệ thống nhúng bao gồm Hệ thống phần cứng (boards, ASICs, FPGAs etc.) Th thi ti ki Thực thi, tiết kiệm năng lượng Chương trình phần mềm. Bộ vi xử lý: xử lý tín hiệu số DSP, μcontrollers etc. Tính linh động, tính phức hợp Bộ chuyển đổi chuy đổ Tích hợp trong hệ thống SoC Đặc trưng của chip : 50 sq. mm., 50M transistors, 1010GHz, 100-1000 MOP/sq. mm, 10-100 MIPS/mW 4 Vũ Quang Dũng
Tí Tính phức hợp và không đồng nhất khô đồ controller control panel panel processes Real-time UI ASIC μcontroller OS processes DSP DSP Programmable Programmable Assembly Assembly DSP DSP Code Code Dual-ported CODEC RAM Tính không đồng nhất trong phần cứng và phần mềm S/W: điều khiển định hướng, xử lý tín hiệu số H/W: ASICs ASICs 5 Vũ Quang Dũng
Xử lý và nắm bắt tính không đồng lý và tính không đồ nh ấ t 6 Vũ Quang Dũng
Module phần cứng và phần mềm Hardware = thực thi chức năng thông qua cấu trúc, thiết th thi kế Software = thực thi chức năng phần mềm trên bộ vi xử lý lập trình được Từ khóa phân biệt: Tí Tính tích hợp (Multiplexing) Module phần mềm tích hợp với các thành phần khác trong bộ vi xử lý (ví dụ như hệ điều hành) Module phần cứng kết hợp riêng rẽ trong thành phần phần cứng riêng Tính song hành (Concurrency) hành Trong bộ vi xử lý luôn có sự xử lý luồng “thread of control” Thành phần phần cứng riêng thường có sự xử lý song song 7 Vũ Quang Dũng
Tính tích Tính tích hợp của thành phần phần mềm thành ph ph A B A B A B Resume A Resume B Call B Resume A Resume B Return Thủ tục Các thành phần tương đương Các tiến trình Có thứ tự Tính cân đối Tính cân đối Tính liên tiếp Tính liên tiếp Tính song song Module tích hợp 8 Vũ Quang Dũng
Cá Các cách thức tái lập trình vi xử lý th tái lý Phương thức cũ Hiện tại Bộ vi xử lý Xử lý mạng Vi điều khiển khi Xử lý cảm biến lý bi DSP Xử lý mã hóa Đồ họa Xử lý trò chơi lý Bộ xử lý Xử lý chuyên dụng Xử lý di động 9 Vũ Quang Dũng
Tái Tái cấu hình SoC hì 10 Vũ Quang Dũng
Ki Kiến trúc H/W-S/W H/W Vấn đề quan trọng trong kiến trúc là xác đị đượ rõ ph nào định được rõ phần nào cần phần mềm ph trong xử lý, phần nào cần phân cứng Hiện tại: Kinh nghiệm trong thiết kế Sự phân chia H/W-S/W được quyết định tại lúc kh lúc khởi điểm và được thiết kế riêng biệt và đượ thi riêng bi 11 Vũ Quang Dũng
Các hình thái trong phát tri ph Các hình thái trong phát triển phần m ềm Dung lượng lớn, giá thấp, tính tích hợp thấp: CD player 8-bit vi xử lý với RAM, ROM, IO nằm trên chip mã assembly, đơn tác vụ, 1K-8K bytes mã Dung lượng trung bình, giá vừa phải, tính hợp trung bình: bộ điều khiển từ xa bằng tay 16-bit or 32-bit vi xử lý với bộ nhớ và thiết bị ngoại vi Tùy biến phát triển phần mềm giữa C và assembly bi phát tri ph gi và assembly 64 KB-1MB mã, đa tác vụ Dung lượng thấp, giá cao, tính tích hợp cao: hệ thống điều khiển không khí Tính bảo mật và tin cậy là thước đo chủ yếu của chất lượng và tin là th ch ch Phát triển và duy trì giá cả Tính hiệu quả cao Tính hiệu quả cực cao: modem không dây qu cao dây Thiết kê phần cứng, phần mềm phải tương thích với phần cứng Tùy biến bộ lệnh xử lý, môi trường phát triển phức hợp Tích hợp với thiết kế công cụ phần cứng Mô phỏng và công cụ tổng hợp 12 Vũ Quang Dũng
Thi Thiết kế hệ thống nhúng th Quan hệ các tác vụ con Đặc tả/mô hình hóa Phân chia H/W & S/W Lập lịch và phương thức định vị ASIC Analog I/O Processor Thực thi H/W & S/W Memory Kiểm chứng và debugging Tính cốt yếu là sự thiết kế tích hợp và kết nối giữa phần cứng và DSP Code phần mềm 13 Vũ Quang Dũng
Lu Luồng thiết kê của hệ thống nhúng thi kê th nhúng Mô hình hóa Environ -ment Hệ thống được thiết kế và thực nghiệm với các thuật toán Phân loại Chức năng được thực thi sẽ được phân chia nhỏ hơn, có tác động qua lại lẫn nhau Phân chia HW-SW : phân rõ thành phần Các phần tử trong mô hình phân chia gồm (1) HW, hoặc (2) SW chạy trên nền phần cứng ASIC Analog I/O hoặc tương thích với lập trình vi xử lý Processor Memory Lập lịch Đưa ra số lần các chức năng được gọi trong hệ thống. Nó quan trọng khi một số module trong thành phần chia thành các phần tử phần cứng nhỏ hơn. Liên kết (Thực thi) Chức năng mô phỏng (1) phần mềm chạy trên DSP vi xử lý hoặc (2) các thành phần của phần Code cứng 14 Vũ Quang Dũng
Cấu trúc App Knowledge Knowledge Specification (e.g. SP) Function & Performance System Design Tools H/W & S/W Architecture and Languages Components Design & Optimization Fabrication Testing 15 Vũ Quang Dũng
Kỹ thuật thiết kế đặc biệt và sự tiếp cận của thu thi đặ bi và ti hệ thống nhúng Hướng tiếp cận chung Phần lớn mã viết trên assembly Lập trình đo thời gian, các driver liên kết tầng thấp, tác vụ và hàm ngắt Hoàn thiện khả năng, và bất lợi thi kh và Chương trình buồn tẻ Khó hiểu và duy trì Khó kiểm tra theo thời gian và giới hạn bộ nhớ Hệ quả chính là không thể dự đoán được Hệ thống có thể làm việc tốt trong một khoảng thời gian nhưng th có th làm trong kho th gian nh sẽ có lỗi trong một số điều kiện 16 Vũ Quang Dũng
Thi Thiết kế có hệ thống của ES th ES Kiểm tra, mặc dù quan trọng nhưng kết quả không thể dự đoán trước Luồng điều khiển phụ thuộc vào các dữ liệu đặc thù và điều kiện khi th li đặ thù ki môi trường, không thể tái tạo một cách toàn diện trong giai đoạn kiểm tra Do vậy, kiểm tra chỉ là một phần của kiểm thử hệ thống, liên quan tới các dữ liệu đặc thù trong input Sự cần thiết trong đảm bảo hệ thống đả Sử dụng các phương pháp thiết kế (Design methodologies) Phân tính tĩnh hệ thống phần cứng và mềm Thi Thiết kế nổi bật thể hiện những điều không dự đoán trước trong th hi khô kịch bản như các điều kiện, môi trường liên quan 17 Vũ Quang Dũng
Công Công cụ và mô hình cho thiết kế có và mô hình cho thi có hệ thống Cách tiếp cận đặc biệt trong thiết kế không thuộc về các thành phần thiết kế phức tạp, được sử dụng phần lớn trong trong hệ thống nhúng th nhúng Phương pháp, hướng kỹ thuật, công cụ tiếp cận Đặc điểm kỹ thuật, tổng hợp, tối ưu hóa, kiểm chứng thu hóa ki ch Sự phổ biến của phần cứng, và các phần mềm tương ứng Khía cạnh của mô hình thiết kế Cụ thể hóa trình bày sự hiểu biết, ý tưởng về hệ thống Cân nhắc tới sự thay đổi của mô hình hoặc các chi tiết cần thiết, và và cần biết chúng đã được phân tích, tìm hiểu và kiểm tra bi chúng đượ phân tích, tìm hi và ki tra Công cụ mang tính hệ thống hóa 18 Vũ Quang Dũng
Mô hì Mô hình, ngôn ngữ và công cụ 19 Vũ Quang Dũng
Đặ Đặc điểm chung của hệ thống chung th nhúng Control System Sensory System Actuation System ENVIRONMENT 20 Vũ Quang Dũng