組み込みシステム入門 初心者向けクイックガイド

組み込みシステムの紹介:

電気工学の分野で「組み込みシステム設計」という言葉を何回聞いたことがありますか?ただし、組み込みシステムの機能を知っている人でも、この用語を正確に定義できる人は多くありません。組み込みシステムの設計は、「組み込みシステムの設計」として簡単に定義できます。しかし、組み込みシステム自体とは何ですか?ここでは、組み込みシステムを定義するだけでなく、組み込みシステムの設計と、電気分野でのその使用の増加について詳しく紹介します。

組み込みシステムとは?

組み込みシステムは、より大きな電気システム内で専用のタスクを実行する、電子的にプログラムされたオペレーティング システムです。これは中心的なコンポーネントとして機能し、機能が制限されるように特別に設計されています。完全なシステムではなく、システムの一部であると言っても過言ではありません。

組み込みシステムは何で構成されていますか?

組み込みシステムを、システム内で計算タスクを実行する中心的なコンポーネントとして定義しました。このコンポーネントは、単純なマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル シグナル プロセッサ、または FPGA (フィールド プログラマブル ゲート アレイ) である可能性があります。 組み込み設計者は、ファームウェア開発に精通している必要があります。ファームウェア開発には次のタスクが含まれます:

1:コードを書く: 通常、コードは C で記述されます。プログラミング言語については、プロセッサーの動作を理解するのに役立つため、ある程度の知識が必要です。

2:周辺機器の構成: 組み込みシステムは、周辺機器を介して外界と通信します。組込みシステムが使用するペリフェラルには、シリアル通信インターフェイス (SCI)、USB、アナログ/デジタル コンバータ、12C などの同期シリアル通信インターフェイスなど、さまざまな種類があります。仕事とそれらをシステムに実装する方法。

3:コードのテスト: 設計とコードが完成したら、さまざまな動作条件でデバイスの機能をテストする必要があります。これには、単体テスト、高レベル テスト、および統合テストが含まれる場合があります。

4:コードを改良する: コードが完全に準備できるようになる前に、コードに必要なすべての調整を特定して、コードを洗練された機能的な状態にする必要があります。

5:コードのデバッグ: デバッグとは、基本的に、システムまたはこの場合はコードのすべてのエラーと間違いを修正することです。システムがエラーを表示しないということはあり得ないため、コード全体を注意深くデバッグする必要があります。デバッグの適切なスキルは、経験からしか生まれません。

6:コードの確認: 最後のステップは、コードを検証することです。つまり、特定のケースでどれだけうまく機能するか、またはどれだけうまく機能するかをテストします。テストの 1 つのタイプは「モンキー テスト」です。このテストでは、デバイスにランダムな連続入力を与え、誤動作しないことを確認します。

組み込みシステムでできること

前述の組み込みシステムは、特定の制限された機能のために作られています。したがって、システムがその機能用に構築されているかどうかを正確に識別する必要があります。それに応じてシステムを設計します。すべての要件を確認し、設計を構築する必要があるすべての特性を特定してから、それに応じてデバイスを設計する必要があります。

組み込みシステムの実装方法:

組み込みシステムだけでは機能しません。スタンドアロンユニットとしてではなく、より大きなシステムで動作するというコンセプトで構築されています。したがって、組み込みシステムを適切に実装する方法を知っておく必要があります。配電、通信インターフェイス、システム内の相互接続など、留意すべき重要な要素が多数あります。

インターフェイスの設計が完了したら、必ず簡単な方法でインターフェイスを文書化する必要があることに注意してください。これは、プロジェクトのすべてのシステム設計者が、システムが使用する組み込みデバイスに関する情報を保持しているわけではないためです。代わりに、設計が必要なシステムのコンポーネントのみに焦点を当てています。したがって、使いやすくするためにインターフェース制御文書を作成する必要があります。これにより、組み込みデバイスをシステムに簡単に実装できます。

組み込み設計が、ファームウェア開発、電気および電子システム、PCB レイアウト システム、インターフェース設計、システム統合など、他の多様な分野に関連する方法は多数あります。機能するには、これらすべてのフィールドからユーザーが必要です。組み込みシステムの使用も、単一システム内での機能の多様性を促進するのに役立つため、日々増加しています。

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