嵌入式項目方案設計(9頁).docx
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上傳人:正***
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2024-01-05
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1、嵌入式項目方案設計嵌入式系統設計作為嵌入式系統設計的基本教程全面地闡述了嵌入式系統的軟硬件技術及其應用設計的基本方法和過程以下是小編在網上找到的嵌入式項目方案設計范文供大家參照階段 1:產品需求在這一個階段我們需要弄清楚的是產品的需求從何而來一個成功的產品我們需要滿足些需求只有需求明確了我們的產品開發目標才能明確在產品需求解析階段我們能夠經過以下這些路子獲取產品需求:1 )市場解析與調研主若是看市場有什么需求 , 還有就是前沿的技術(站在做一款產品的角度);2 )客戶調研和用戶定位從市場廣大客戶那獲取最正確的產品需求(要注意解析市場產品生命周期升級可否方便);3 )利潤導向 ( 成本估量 ) 2、;4 )若是是外包項目則需要我們的客戶供應產品的需求 (直接從客戶那獲取讓客戶簽協議);編者按:當一個項目做完的時候若是客戶突然又增加需求增加功能將以致你的項目周期嚴重延誤成本激烈上升并且測試好的產品可能要全部重新測試原來的設計可能將不會滿足當前的要求因此做項目從前最好要跟客戶把需求確定下來并且簽署一份協議否則你辛苦多少個日日夜夜獲取的將是一個無法整理的爛攤子!階段 2:產品規格說明在前一個階段我們采集了產品的全部需求那么在產品規格說明階段我們的任務是將全部的需求細化成產品的詳細的規格就比方一個簡單的 USB轉串口線我們需要確定產品的規格包括:1 )產品的外觀;2 )產品支持的操作系統;3 )3、產品的接口形式和支持的規范;等等諸這樣類切記在形成了產品的規格說明后在后續的開發過程中我們必定嚴格的遵守沒有 200%的原因不能夠隨意更正產品的需求否則產品的開發過程必然是一個屢次無期的過程產品規格說明主要從以下方面進行考慮:1 )考慮該產品需要些硬件接口;2 )產品用在些環境下要做多大耗電量如何若是是花銷類產品還跟設計雅觀產品可否便于攜帶以確定板子大小的需求可否防水;3 )產品成本要求;4 )產品性能參數的說明 (比方交換機若是是百兆的速率用于家庭和一般公司;若是是用于整個省的交換那設計的速率必然數十萬兆以上了)因此說產品性能參數的不同樣就會影響到我們設計考慮的不同樣那么產品的規格自然就不同4、樣了;5 )需要適應和吻合的國家標準國際標準或行業標準;階段 3:產品整體設計方案在完成了產品規格說明今后我們需要針對這一產品認識當前有些可行的方案經過幾個方案進行比較包括從成本、性能、開發周期、開發難度等多方面進行考慮最后選擇一個最合適自己的產品整體設計方案在這一階段我們除了確定詳細實現的方案外我們還需要綜合考慮產品開發周期多少人月的工作量需要些資源也許外面協助以及開發過程中可能碰到的風險及對付措施形成整個項目的項目計劃指導我們的整個開發過程階段 4:產品大綱設計產品大綱設計主若是在整體設計方案的基礎進步一步的細化詳細從硬件和軟件兩方面下手:硬件模塊大綱設計硬件模塊大綱設計主要從硬件的角度出5、發確認整個系統的架構并按功能來劃分各個模塊確定各個模塊的的大概實現第一要依照我們終究要些外面功能以及產品要完成的工作來進行CPU選型(注意:CPU一旦確定那么你的周圍硬件電路就要參照該CPU廠家供應的方案電路來設計)爾后再依照產品的功能需求選芯片比方是外接AD還是用片內 AD采用什么樣的通訊方式有什么外面接口還有最重要的是要考慮電磁兼容編者按:一般一款 CPU的生計周期是 58 年你考慮選型的時候要注意不要采用快停產的CPU省得出現這樣的結局: 產品辛辛苦苦開發了 1 到 2 年剛開發出來還沒賺錢 CPU又停產了又得要重新開發很多公司就死在這個上面軟件模塊大綱設計軟件模塊大綱設計階段主若是依照6、系統的要求將整個系統按功能進行模塊劃分定義好各個功能模塊之間的接口以及模塊內主要的數據結構等階段 5:產品詳細設計硬件模塊詳細設計主若是詳細的電路圖和一些詳細要求包括 PCB和外殼相互設計尺寸這些參數接下來我們就需要依照硬件模塊詳細設計文檔的指導完成整個硬件的設計包括原理圖、 PCB的繪制階段 6:軟件模塊詳細設計功能函數接口定義該函數功能接口完成功能數據結構全局變量完成任務時各個功能函數接口調用流程在完成了軟件模塊詳細設計今后就進入詳細的編碼階段在軟件模塊詳細設計的指導下完成整個系統的軟件編碼編者按:必然要注意需要先完成模塊詳細設計文檔今后軟件才進入本質的編碼階段硬件進入詳細的原理圖、PCB7、實現階段這樣才能盡量在設計之初就考慮周祥防范在設計過程中屢次更正提升開發效率不要為了圖一時之快沒有完成詳細設計就開始本質的設計步驟階段 7:產品調試與考據該階段主若是調整硬件或代碼修正其中存在的問題和 BUG使之能正常運行并盡量使產品的功能達到產品需求規格說明要求硬件部分:1 )目測加工會得 PCB板可否存在短路器件可否焊錯或漏焊接;2 )測試各電源對地電阻可否正常;3 )上電測試電源可否正常;4 )分模塊調試硬件模塊可借助示波器、邏輯解析儀等依照軟件部分:考據軟件單個功能可否實現考據軟件整個產品功能可否實現階段 8:測試功能測試(測試不經過可能是有 BUG);壓力測試(測試不經過可能是有 B8、UG或里參數設計不合理);性能測試(產品性能參數要提煉出來供將來客戶參照這個就是你的產品特色的一部分);其他專業測試:包括工業級的測試比方含抗攪亂測試產品壽命測試防潤濕測試高平和低溫測試 (有的產品有很高的溫度或很低的溫度工作不正常甚至停止工作)編者按:有的設備電子元器件在特別溫度下參數就會異常以致整個產品出現故障或失靈現象的出現; 有的設備零下幾十度的情況下根本就啟動不了開不了機; 有的設備在高溫下電容或電阻值就會產生物理的變化這些都會影響到產品的質量這里要引出一個話題工業級產品與花銷類產品有什么差異呢工業級的產品就要防范這些異常和特別問題有的產品是在很深的海里工作也許在嚴寒的山洞工作也許火9、熱沙漠工作也許顛簸的設備上比方汽車; 也許是需要防范雷擊; 因此這就是工業級產品跟花銷類產品的差異花銷類的產品就不需要做這么多的測試階段 9:產品經過上一階段完滿測試考據在此階段即獲取我們開發成功的產品在此階段能夠比較本質的產品和最初的形成的產品規格說明看經過一個完滿的開發過程可否產品完滿吻合最初的產品規格說明又也許中途發現產品規格說明存在問題對它進行了多少更正呢附錄:嵌入式硬件開發流程從前我們詳細表達了嵌入式產品的研發流程那么在這一節我們詳細以嵌入式產品的硬件部分為例再次講解其開發過程希望經過這一節大家能對嵌入式硬件開發流程有更深刻的認識在今后的學習和工作中更加規范化和標準化提升開發技術嵌入10、式硬件開發流程一般以以下圖分為 8 個階段:嵌入式產品的硬件形態各異 CPU從簡單的 4 位/8 位單片機到 32 位的 ARM辦理器以及其他專用 IC 別的依照產品的不同樣需求外面電路也各不同樣每一次硬件開發過程都需要依如本質的需求考慮多方面的因素選擇最合適的方案來硬件階段 1:硬件產品需求和一般的嵌入式產品需求同樣階段1:產品需求硬件階段 2:硬件整體設計方案一個硬件開發項目它的需求可能來自很多方面比方市場產品的需要或性能提升的要求等因此作為一個硬件設計人員我們需要主動去認識各個方面的需求并解析依照系統所要完成的功能選擇最合適的硬件方案在這一階段我們需要解析整個系統設計的可行性包括方案中主11、要器件的可采買性產品開發投入項目開發周期預計開發風險評估等并針對開發過程中可能碰到的問題提前選擇對付方案保證硬件的順利完成硬件階段 3:硬件電路原理圖設計在系統方案確定后我們即能夠睜開相關的設計工作原理設計主要包括系統整體設計和詳細設計最后產生詳細的設計文檔和硬件原理圖原理設計和 PCB設計是設計人員最主要的兩個工作之一在原理設計過程中我們需要規劃硬件內部資源如系統儲藏空間以及各個外圍電路模塊的實現別的對系統主要的外面電路如電源、復位等也需要仔細的考慮在一些高速設計或特別應用途合還需要考慮EMC/EMI等電源是保證硬件系統正常工作的基礎設計中要詳細的解析:系統能夠供應的電源輸入; 單板需要產生12、的電源輸出; 各個電源需要提供的電流大小;電源電路效率;各個電源能夠贊同的顛簸范圍;整個電源系統需要的上電序次等等為了系統牢固可靠的工作復位電路的設計也特別重要如何保證系統不會在外界攪亂的情況下異常復位如何保證在系統運行異常的時候能夠及時復位以及如何合理的復位才能保證系統完滿的復位后這些也都是我們在原理設計的時候需要考慮的同樣的時鐘電路的設計也是特別重要的一個方面一個不好的時鐘電路設計可能會引起通訊產品的數據丟包產生大的EMI 甚至以致系統不牢固編者按:原理圖設計中要有“拿來主義”!現在的芯片廠家一般都能夠供應參照設計的原理圖因此要盡量的借助這些資源在充分理解參照設計的基礎上做一些自己的發揮硬13、件階段 4:PCB圖設計PCB設計階段即是將原理圖設計轉變成本質的可加工的PCB線路板當前主流的PCB設計軟件有 PADSCandence和 Protel幾種PCB設計特別是高速PCB需要考慮 EMC/EMI阻抗控制信號質量等對 PCB設計人員的要求比較高為了考據設計的 PCB可否吻合要求有的還需要進行 PCB仿真并依照仿真結果調整 PCB的布局布線完成整個的設計硬件階段 5:PCB加工文件制作與PCB打樣PCB繪制完成今后在這一階段我們需要生成加工廠可識其他加工文件即常說的光繪文件將其交給加工廠打樣PCB空板一般 14 層板能夠在一周內完成打樣硬件階段 6:硬件產品的焊接與調試在拿到加工廠打14、樣會的PCB空板今后接下來我們需要檢查PCB空板可否和我們設計預期同樣可否存在明顯的短路或斷痕檢查經過后則需要將先期采買的元器件和PCB空板交由生產廠家進行焊接 (如果 PCB電路不復雜為了加快速度也能夠直接手工焊接元器件)當 PCB已經焊接完成后在調試 PCB從前必然要先仔細檢查可否有可見的短路和管腳搭錫等故障檢查可否有元器件型號放置錯誤第一腳放置錯誤漏裝置等問題爾后用萬用表測量各個電源到地的電阻以檢查可否有短路這樣能夠防范貿然上電后損壞單板調試的過程中要有平和的心態碰到問題是特別正常的要做的就是多做比較和解析漸漸的消除可能的原因直致最后調試成功在硬件調試過程中需要經常使用到的調試工擁有萬用表和示波器邏輯解析儀等用于測試和觀察板內信號電壓和信號質量信號時序可否滿足要求硬件階段 7:硬件產品測試當硬件產品調試經過今后我們需要比較產品產品的需求說明一項一項進行測試確認可否吻合預期的要求若是達不到要求則需要對硬件產品進行調試和更正直到吻合產品需求文明 (一般都以需求說明文檔作為評判的一句自然明顯的需求說明錯誤除外)硬件階段 8:硬件產品我們最后開發的硬件成功一個完滿的完成吻合產品需求的硬件產品還不能夠說明一個成功的產品開發過程我們還需要依照預定計劃準時高質量的完成才是一個成功的產品開發過程