ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ డిజైన్ అంటే ఏమిటి: డిజైన్ ప్రాసెస్‌లో స్టెప్స్

ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ ఒక నియంత్రిక, ఇది అనేక ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలను నియంత్రిస్తుంది. ఇది ఎంబెడెడ్ హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్‌ల కలయిక. ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్‌లో రెండు రకాలు ఉన్నాయి మైక్రోప్రాసెసర్లు మరియు మైక్రో కంట్రోలర్ . మైక్రో-ప్రాసెసర్ వాన్ న్యూమాన్ మోడల్ / ఆర్కిటెక్చర్ (ప్రోగ్రామ్ + డేటా ఒకే మెమరీ ప్రదేశంలో నివసిస్తుంది) పై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది కంప్యూటర్ సిస్టమ్‌లో ఒక ముఖ్యమైన భాగం, ఇక్కడ బాహ్య ప్రాసెసర్‌లు మరియు పెరిఫెరల్స్ దానితో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఇది ఎక్కువ ప్రాంతాన్ని ఆక్రమించింది మరియు ఎక్కువ విద్యుత్ వినియోగాన్ని కలిగి ఉంది. మైక్రోప్రాసెసర్ యొక్క అప్లికేషన్ వ్యక్తిగత కంప్యూటర్లు. ఈ వ్యాసం ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ డిజైన్‌లో పాల్గొనే దశలను చర్చిస్తుంది.

ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ డిజైన్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: ఒక పెద్ద ప్రాంతంతో ఒక నిర్దిష్ట ఫంక్షన్ కోసం హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్‌లను ఎంబెడ్డింగ్‌తో రూపొందించిన సిస్టమ్ ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ డిజైన్. ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ డిజైన్‌లో, మైక్రోకంట్రోలర్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. మైక్రో కంట్రోలర్ హార్వర్డ్ నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ యొక్క ముఖ్యమైన భాగం. బాహ్య ప్రాసెసర్, అంతర్గత మెమరీ మరియు ఐ / ఓ భాగాలు మైక్రోకంట్రోలర్‌తో ఇంటర్‌ఫేస్ చేయబడతాయి. ఇది తక్కువ విస్తీర్ణం, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం. మైక్రోకంట్రోలర్ల యొక్క అప్లికేషన్ MP3, వాషింగ్ మెషీన్లు.

పొందుపరిచిన డిజైన్

ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్ రకాలు

• ఒంటరిగా నిలబడండి పొందుపర్చిన వ్యవస్థ
• రియల్ టైమ్ ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్
• నెట్‌వర్క్డ్ ఉపకరణాలు
• మొబైల్ పరికరాలు

ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్ యొక్క అంశాలు

• ప్రాసెసర్
• మైక్రోప్రాసెసర్
• మైక్రోకంట్రోలర్
• డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసర్.

ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ డిజైన్ ప్రాసెస్‌లో దశలు

లో వివిధ దశలుపొందుపరిచిన సిస్టమ్ డిజైన్ ప్రవాహం / ప్రవాహ రేఖాచిత్రంకింది వాటిని చేర్చండి.

పొందుపరిచిన డిజైన్ - ప్రక్రియ - దశలు

సంగ్రహణ

ఈ దశలో వ్యవస్థకు సంబంధించిన సమస్య వియుక్తంగా ఉంటుంది.

హార్డ్వేర్ - సాఫ్ట్‌వేర్ ఆర్కిటెక్చర్

ఏదైనా డిజైన్ ప్రక్రియను ప్రారంభించే ముందు తెలుసుకోవలసిన హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ గురించి సరైన జ్ఞానం.

అదనపు ఫంక్షనల్ లక్షణాలు

అమలు చేయవలసిన అదనపు విధులు ప్రధాన రూపకల్పన నుండి పూర్తిగా అర్థం చేసుకోవాలి.

సిస్టమ్ సంబంధిత ఫ్యామిలీ ఆఫ్ డిజైన్

వ్యవస్థను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, మునుపటి సిస్టమ్-సంబంధిత కుటుంబ రూపకల్పనను సూచించాలి.

మాడ్యులర్ డిజైన్

ప్రత్యేక మాడ్యూల్ నమూనాలు తప్పనిసరిగా తయారు చేయబడాలి, తద్వారా అవి అవసరమైనప్పుడు ఉపయోగించబడతాయి.

మ్యాపింగ్

సాఫ్ట్‌వేర్ మ్యాపింగ్ ఆధారంగా జరుగుతుంది. ఉదాహరణకు, డేటా ప్రవాహం మరియు ప్రోగ్రామ్ ప్రవాహం ఒకటిగా మ్యాప్ చేయబడతాయి.

యూజర్ ఇంటర్ఫేస్ డిజైన్

వినియోగదారు ఇంటర్‌ఫేస్ రూపకల్పనలో ఇది వినియోగదారు అవసరాలు, పర్యావరణ విశ్లేషణ మరియు వ్యవస్థ యొక్క పనితీరుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, మొబైల్ ఫోన్‌లో విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించాలనుకుంటే మొబైల్ పారామితులను ఇతర పారామితులను జాగ్రత్తగా చూసుకుంటాము, తద్వారా విద్యుత్ వినియోగం తగ్గుతుంది.

శుద్ధీకరణ

సాఫ్ట్‌వేర్ బృందం అర్థం చేసుకోగలిగేలా ప్రతి భాగం మరియు మాడ్యూల్ తగిన విధంగా శుద్ధి చేయాలి.

సాఫ్ట్‌వేర్ డిజైన్‌ను వివరించడానికి ఆర్కిటెక్చరల్ డిస్క్రిప్షన్ లాంగ్వేజ్ ఉపయోగించబడుతుంది.

• నియంత్రణ సోపానక్రమం
• నిర్మాణం యొక్క విభజన
• డేటా నిర్మాణం మరియు సోపానక్రమం
• సాఫ్ట్‌వేర్ విధానం.

పొందుపరిచిన సిస్టమ్ డిజైన్ సాఫ్ట్‌వేర్ డెవలప్‌మెంట్ ప్రాసెస్ యాక్టివిటీస్

ఏదైనా వ్యవస్థ సరిగ్గా పనిచేయడానికి రూపకల్పన చేయడానికి వివిధ డిజైన్ మెట్రిక్ అవసరం, అవి

పొందుపరిచిన సాఫ్ట్‌వేర్ డెవలప్‌మెంట్ ప్రాసెస్ యాక్టివిటీస్

పొందుపరిచిన సాఫ్ట్‌వేర్ అభివృద్ధి ప్రక్రియ కార్యకలాపాలు ప్రధానంగా ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

లక్షణాలు

సరైన స్పెసిఫికేషన్లు తయారు చేయబడాలి, తద్వారా ఉత్పత్తిని ఉపయోగించే కస్టమర్ ఉత్పత్తి యొక్క స్పెసిఫికేషన్ ద్వారా వెళ్లి ఎటువంటి గందరగోళం లేకుండా ఉపయోగించుకోవచ్చు. డిజైనర్లు ప్రధానంగా హార్డ్‌వేర్, డిజైన్ అడ్డంకులు, జీవిత చక్ర కాలం, ఫలిత సిస్టమ్ ప్రవర్తన వంటి ప్రత్యేకతలపై దృష్టి పెడతారు.

ఆర్కిటెక్చర్

హార్డ్వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ ఆర్కిటెక్చర్ పొరలు పేర్కొనబడ్డాయి.

భాగాలు

ఈ పొరలో, భాగాల రూపకల్పన జరుగుతుంది. సింగిల్ ప్రాసెస్ ప్రాసెసర్, జ్ఞాపకాలు- RAM / ROM, పరిధీయ పరికరాలు, బస్సులు..ఇటిసి వంటి భాగాలు.

సిస్టమ్ ఇంటిగ్రేషన్

ఈ పొరలో, అన్ని భాగాలు వ్యవస్థలో కలిసిపోతాయి మరియు దాని సమావేశ డిజైనర్లు, అంచనాలను పరీక్షించబడతాయి.

ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ డిజైన్‌లో సవాళ్లు

ఏదైనా పొందుపరిచిన వ్యవస్థను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, డిజైనర్లు ఈ క్రింది విధంగా చాలా సవాళ్లను ఎదుర్కొంటారు,

• పర్యావరణ అనుకూలత
• విద్యుత్ వినియోగం
• విస్తీర్ణం ఆక్రమించింది
• ప్యాకేజింగ్ మరియు ఇంటిగ్రేషన్
• హార్డ్వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్‌లో నవీకరిస్తోంది
• భద్రత
• ఎంబెడెడ్ హార్డ్‌వేర్ వంటి డిజైన్‌ను పరీక్షించేటప్పుడు డిజైనర్లు ఎదుర్కొనే వివిధ సవాళ్లు ఉన్నాయి పరీక్ష , ధృవీకరణ దశ, ధ్రువీకరణ నిర్వహణ.

పొందుపరిచిన సిస్టమ్ డిజైన్ ఉదాహరణలు

• ఆటోమేటిక్ చాక్లెట్ వెండింగ్ మెషిన్ (ACVM)
• డిజిటల్ కెమెరా
• స్మార్ట్ కార్డ్
• చరవాణి
• మొబైల్ కంప్యూటర్..ఇది.

ఆటోమేటిక్ చాక్లెట్ వెండింగ్ మెషిన్ (ACVM)

ACVM యొక్క రూపకల్పన పని ఏమిటంటే, పిల్లవాడు ACVM లోకి నాణెం చొప్పించినప్పుడల్లా చాక్లెట్‌ను అందించడం.

డిజైన్ స్టెప్స్

డిజైన్ దశల్లో ప్రధానంగా కిందివి ఉంటాయి.

1. అవసరాలు
2. లక్షణాలు
3. హార్డ్వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ పనితీరు.

అవసరాలు

ఒక పిల్లవాడు యంత్రంలోకి ఒక నాణెం చొప్పించి, అతను కొనాలనుకుంటున్న ప్రత్యేకమైన చాక్లెట్‌ను ఎంచుకున్నప్పుడు.

ఇన్‌పుట్‌లు

• నాణేలు, వినియోగదారు ఎంపిక.
• నాణెం చొప్పించినప్పుడల్లా ప్రతి పోర్టులో అంతరాయం ఏర్పడుతుంది.
• ప్రతి పోర్టుకు ప్రత్యేక నోటిఫికేషన్ పంపబడుతుంది.

అవుట్‌పుట్‌లు

• చాక్లెట్
• వాపసు
• తేదీ, సమయం, స్వాగత సందేశం వంటి సందేశం ఎల్‌సిడిలో ప్రదర్శించబడుతుంది.

సిస్టమ్ ఫంక్షన్

• గ్రాఫికల్ యూజర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ను ఉపయోగించి, పిల్లవాడు చాక్లెట్ కొనుగోలు చేయాలనుకునే సిస్టమ్‌కు ఆదేశిస్తాడు.
• గ్రాఫికల్ యూజర్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లో ఎల్‌సిడి, కీప్యాడ్, టచ్ స్క్రీన్ ఉన్నాయి.
• ఎంచుకున్న చాక్లెట్ యొక్క వాస్తవ ధర కంటే చొప్పించిన నాణేలు ఎక్కువగా ఉంటే పిల్లవాడు నాణెం చొప్పించినప్పుడు యంత్రం చాక్లెట్‌ను అందిస్తుంది. ACVM యంత్రం డబ్బును తిరిగి చెల్లిస్తుంది.
• యూనివర్సల్ సింక్రోనస్ బస్సును ఉపయోగించి, ACVM యజమాని క్లయింట్ స్థానాన్ని ట్రాక్ చేయవచ్చు.

డిజైన్ కొలమానాలు

శక్తి వెదజల్లు

ప్రదర్శన పరిమాణం మరియు యాంత్రిక భాగాల ప్రకారం డిజైన్ చేయాలి.

ప్రాసెస్ గడువు

టిమ్మర్ తప్పనిసరిగా అమర్చాలి, తద్వారా పిల్లవాడు నాణెం చొప్పించినప్పుడల్లా ACVM కొన్ని సెకన్లలో చాక్లెట్లను పంపిణీ చేయడంలో మరియు అధికంగా ఉంటే తిరిగి చెల్లించడంలో స్పందించాలి.
ఉదాహరణకు, ప్రతిస్పందన సమయం 10 సెకన్లు అయితే, ACVM చాక్లెట్‌ను పంపిణీ చేయాలి మరియు పిల్లవాడు నాణెం చొప్పించిన వెంటనే 10 సెకన్లలోపు డబ్బు తిరిగి చెల్లించాలి మరియు చాక్లెట్ కోసం ఒక అభ్యర్థనను ఇవ్వాలి.

లక్షణాలు

క్రింద ఉన్న ACVM వ్యవస్థ నుండి, పిల్లవాడు నాణెం చొప్పించినప్పుడు. పోర్ట్ 1, పోర్ట్ 2, పోర్ట్ 5 సమర్పించిన పోర్టుల ప్రకారం నాణేలు వేరు చేయబడతాయి. నాణెం స్వీకరించినప్పుడు పోర్ట్ ద్వారా అంతరాయం ఏర్పడుతుంది, ఈ అంతరాయం మొత్తం విలువను చదవడానికి మరియు పెంచడానికి పంపబడుతుంది.

ఆటోమేటిక్ - చాక్లెట్ - వెండింగ్ - మెషిన్

ఇక్కడ ఉన్న ఒక ఎల్‌సిడి ఖర్చు, సమయం, స్వాగతం..ఇటిసి వంటి సందేశాలను ప్రదర్శిస్తుంది. చాక్లెట్లు సేకరించిన చోట పోర్ట్ డెలివరీ ఉంది.

హార్డ్వేర్

ACVM హార్డ్‌వేర్ ఆర్కిటెక్చర్ కింది హార్డ్‌వేర్ స్పెసిఫికేషన్లను కలిగి ఉంది

• మైక్రోకంట్రోలర్ 8051
• 64 KB RAM మరియు 8MB ROM
• 64 KB ఫ్లాష్ మెమరీ
• కీప్యాడ్
• మెకానికల్ కాయిన్ సార్టర్
• చాక్లెట్ ఛానల్
• కాయిన్ ఛానల్
• USB వైర్‌లెస్ మోడెమ్
• విద్యుత్ సరఫరా

ACVM యొక్క సాఫ్ట్‌వేర్

చాలా ప్రోగ్రామ్‌లు వ్రాయవలసి ఉంటుంది, తద్వారా వాటిని RAM / ROM లో అవసరమైనప్పుడు పునరుత్పత్తి చేయవచ్చు,

హార్డ్వేర్-ఆర్కిటెక్చర్-బ్లాక్-రేఖాచిత్రం-ఆఫ్-యాక్టివ్

• చాక్లెట్ ధర పెరుగుదల
• ఎల్‌సిడిలో ప్రదర్శించాల్సిన సందేశాలను నవీకరిస్తోంది
• యంత్రం యొక్క లక్షణాలలో మార్పు.

ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ అనేది ఒక నిర్దిష్ట ఫంక్షన్‌ను నిర్వహించడానికి హార్డ్‌వేర్ + సాఫ్ట్‌వేర్‌ల కలయిక. మైక్రోప్రాసెసర్లు మరియు మైక్రోకంట్రోలర్లు రెండు రకాలు. ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్‌ను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు కొన్ని డిజైన్ అడ్డంకులు మరియు లక్షణాలు పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి, తద్వారా డెవలపర్ కస్టమర్ అంచనాలను అందుకోగలడు మరియు సమయానికి బట్వాడా చేయవచ్చు. పొందుపరిచిన వ్యవస్థ యొక్క అనువర్తనం రూపకల్పన ACVM ఈ కంటెంట్‌లో వివరించబడింది. ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్ రూపకల్పన చేసేటప్పుడు పర్యావరణ పరిమితులకు కారణం ఏమిటి అనే ప్రశ్న ఇక్కడ ఉంది.