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嵌入式开发设计步骤指南

作者:超管 发布时间:2021-04-27 14:53:25

嵌入式系统是指基于微控制器的电子产品。它们具有计算逻辑,存储器,通信,I / O外设,通常用于特定功能。洗衣机是嵌入式系统。您的智能手机,安全访问系统,自动售货机以及可能的任何“智能”设备也是如此。 
嵌入式系统设计是硬件和固件设计人员共同从头构建嵌入式系统的过程。这涉及PCB设计,其中需要的组件被连接以构建功能电路。为了使电子设备栩栩如生,对固件进行了编码,然后将其编程到微控制器中。 

嵌入式系统设计周期
创建原理图是嵌入式系统设计的阶段之一。
如果您没有一个好计划就解决嵌入式系统设计问题,那么它可能会令人不知所措。但是,系统的方法有助于将设计周期划分为可管理的阶段,从而可以进行适当的计划,执行和协作。
需求分析
嵌入式系统设计的第一个关键阶段是收集和分析产品需求并将其转变为规格。您需要列出每一项要求,并与您的经理或客户进行澄清。 
I / O的数量和逻辑图并不仅仅是全部。对使用情况和操作条件进行调查有助于确定嵌入式系统的正确规格。在室内环境下工作的嵌入式系统与需要在恶劣条件下可靠运行的嵌入式系统完全不同。   
将需求转换为规范后,硬件设计人员即可开始构建原理图。在此阶段,设计团队将需要为电路选择合适的微控制器和其他组件。
微控制器是嵌入式系统的心脏。在做出最终决定之前,需要考虑很多因素,例如处理速度,内存,外围设备,功耗和成本。 
印刷电路板
下一个任务是为嵌入式系统设计PCB。PCB设计是一个微妙的过程,设计人员需要在功能,可制造性和可靠性方面应用最佳实践。 
当您使用高速微控制器和/或混合信号电路时,PCB设计变得复杂。高速设计引起诸如EMI之类的问题,而混合信号设计则需要适当的接地隔离和噪声耦合缓解措施。
在PCB布局通过DRC测试并且没有错误之后,您需要完成原型。许多供应商都提供小批量的原型,这不是问题。
固件开发
硬件只是嵌入式系统设计方程式的一部分。固件设计人员需要通过编码使硬件栩栩如生,以使其全部正常工作。可以通过使用制造商提供的现有驱动程序库和示例代码来加快此过程。 
尽管如此,开发固件仍然是一个耗时的过程,并且一行错误的代码行可能会导致数小时的调试。 
测试与验收
在嵌入式系统设计被批准用于制造或部署之前,它必须通过严格的测试。它不仅需要通过功能测试用例,而且还必须对电路进行可靠性测试,尤其是在接近极限的情况下。 
嵌入式系统设计中的挑战
PCB设计可以说是嵌入式系统设计中最关键的部分。
显然,嵌入式系统设计的每个阶段都很重要。但是,如果我发现有一个领域对于成功取得成功特别重要,那就是PCB设计。 
您可以使用固件修订版来修复错误和其他代码问题,但是在制造PCB时,任何错误都将导致昂贵的补救和返工。因此,在为嵌入式系统设计PCB时,必须仔细设计和测试。 
通过执行严格的设计规则,可以防止或减少诸如EMI之类的问题。可以通过在PCB布局上进行热分析来解决可能会缩短组件寿命的问题。
当今的嵌入式设计通常超出了电子产品的范围。您还需要确保设计完全适合外壳。这需要ECAD / MCAD功能,这两个领域的设计人员都可以在同一工作空间中进行实时无缝协作。

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