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技術專題
嵌入式開發設計步驟指南
嵌入式系統是指基于微控制器的電子產品。它們具有計算邏輯，存儲器，通信，I / O外設，通常用于特定功能。洗衣機是嵌入式系統。您的智能手機，安全訪問系統，自動售貨機以及可能的任何“智能”設備也是如此。
嵌入式系統設計是硬件和固件設計人員共同從頭構建嵌入式系統的過程。這涉及PCB設計，其中需要的組件被連接以構建功能電路。為了使電子設備栩栩如生，對固件進行了編碼，然后將其編程到微控制器中。
嵌入式系統設計周期
創建原理圖是嵌入式系統設計的階段之一。
如果您沒有一個好計劃就解決嵌入式系統設計問題，那么它可能會令人不知所措。但是，系統的方法有助于將設計周期劃分為可管理的階段，從而可以進行適當的計劃，執行和協作。
需求分析
嵌入式系統設計的第一個關鍵階段是收集和分析產品需求并將其轉變為規格。您需要列出每一項要求，并與您的經理或客戶進行澄清。
I / O的數量和邏輯圖并不僅僅是全部。對使用情況和操作條件進行調查有助于確定嵌入式系統的正確規格。在室內環境下工作的嵌入式系統與需要在惡劣條件下可靠運行的嵌入式系統完全不同。
原理圖
將需求轉換為規范后，硬件設計人員即可開始構建原理圖。在此階段，設計團隊將需要為電路選擇合適的微控制器和其他組件。
微控制器是嵌入式系統的心臟。在做出最終決定之前，需要考慮很多因素，例如處理速度，內存，外圍設備，功耗和成本。
印刷電路板
完成原理圖后，下一個任務是為嵌入式系統設計PCB。PCB設計是一個微妙的過程，設計人員需要在功能，可制造性和可靠性方面應用最佳實踐。
當您使用高速微控制器和/或混合信號電路時，PCB設計變得復雜。高速設計引起諸如EMI之類的問題，而混合信號設計則需要適當的接地隔離和噪聲耦合緩解措施。
原型
在PCB布局通過DRC測試并且沒有錯誤之后，您需要完成原型。許多供應商都提供小批量的原型，這不是問題。
固件開發
硬件只是嵌入式系統設計方程式的一部分。固件設計人員需要通過編碼使硬件栩栩如生，以使其全部正常工作?？梢酝ㄟ^使用制造商提供的現有驅動程序庫和示例代碼來加快此過程。
盡管如此，開發固件仍然是一個耗時的過程，并且一行錯誤的代碼行可能會導致數小時的調試。
測試與驗收
在嵌入式系統設計被批準用于制造或部署之前，它必須通過嚴格的測試。它不僅需要通過功能測試用例，而且還必須對電路進行可靠性測試，尤其是在接近極限的情況下。
嵌入式系統設計中的挑戰
PCB設計可以說是嵌入式系統設計中最關鍵的部分。
顯然，嵌入式系統設計的每個階段都很重要。但是，如果我發現有一個領域對于成功取得成功特別重要，那就是PCB設計。
您可以使用固件修訂版來修復錯誤和其他代碼問題，但是在制造PCB時，任何錯誤都將導致昂貴的補救和返工。因此，在為嵌入式系統設計PCB時，必須仔細設計和測試。
通過執行嚴格的設計規則，可以防止或減少諸如EMI之類的問題?？梢酝ㄟ^在PCB布局上進行熱分析來解決可能會縮短組件壽命的問題。
當今的嵌入式設計通常超出了電子產品的范圍。您還需要確保設計完全適合外殼。這需要ECAD / MCAD功能，這兩個領域的設計人員都可以在同一工作空間中進行實時無縫協作。