嵌入式系统设计步骤

关键的外卖

• 了解什么是嵌入式系统设计。

• 理解嵌入式系统设计周期。

• 识别嵌入式系统设计中的主要挑战。

我曾听一位网络营销人员说过:“每个大师都曾是灾难。”这促使我开始学习折纸——一种巧妙的日本折纸工艺。我真是个灾难。我甚至很难掌握基本的技巧，比如做出均匀、清晰的折叠。

遗憾的是，我在有机会成为大师之前就放弃了。我想我只是在工艺上缺乏天赋和坚持不懈。谢天谢地，我在嵌入式系统设计方面取得了很大的进步。正是激情、不断的学习和多次的失败促使我掌握了嵌入式系统设计。让我们看看这个技术是什么,其用途是什么,并从我的错误中吸取教训,这意味着如果你这是新的,不轻易放弃。

什么是嵌入式系统设计?

微控制器是嵌入式系统的核心。

嵌入式系统指以微控制器为基础的电子产品。它们具有计算逻辑、内存、通信、I/O外围设备，通常用于特定功能。洗衣机是一个嵌入式系统。同样的道理也适用于你的智能手机、安全门禁系统、自动售货机，以及可能的任何“智能”电器。

嵌入式系统设计是硬件和固件设计人员一起从零开始构建嵌入式系统的过程。这涉及到PCB设计在那里，必要的组件被连接起来，以构建功能电路。为了让电子设备运转起来，需要对固件进行编码，然后对其进行编程的微控制器．

嵌入式系统设计周期

创建原理图是嵌入式系统设计的一个阶段。

如果您没有一个好的计划来处理嵌入式系统设计，那么它可能会令人不知所措。然而，系统的方法有助于将设计周期分解为可管理的阶段，从而允许适当的计划、执行和协作。

分析的需求

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，并将其转化为规范。你需要列出每一个要求，并向你的经理或客户阐明。

这并不完全是关于I/ o的数量和逻辑图。探究使用和操作条件有助于确定嵌入式系统的正确规范。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工作的嵌入式系统截然不同。

示意图

一旦需求转化为规范，硬件设计人员就可以开始构建原理图了。在这个阶段，设计团队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核心。考虑处理速度、记忆,外设,功耗,成本需要考虑之前做出最终决定。

印刷电路板

原理图完成后，接下来的任务是设计嵌入式系统的PCB。PCB设计是一个微妙的过程，设计师需要应用最佳实践的功能，可制造性和可靠性。

PCB设计在你工作的时候变得很复杂高速微控制器和/或混合信号电路。高速设计产生了电磁干扰等问题，混合信号设计需要适当的地面分离和噪声耦合缓解措施。

原型

后PCB布局通过刚果民主共和国测试并且没有错误，你需要完成原型．由于许多供应商提供小批量原型，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写代码使硬件具有生命力，使其能够正常工作。通过使用制造商提供的现有驱动程序库和示例代码，可以加速该过程。

尽管如此，开发固件仍然是一个耗时的过程，一行错位的代码可能导致数小时的调试。

测试和验收

在一个嵌入式系统设计被批准生产或部署之前，它必须通过严格的测试。它不仅需要通过功能测试用例，而且还必须测试电路的可靠性，特别是在接近其极限时。

嵌入式系统设计的挑战

PCB设计可以说是嵌入式系统设计中最关键的部分。

很明显，嵌入式系统设计的每个阶段都很重要。然而，如果有一个领域，我发现特别关键的一个成功的结果，它是PCB设计。

你可以通过固件修订来修复bug和其他代码问题，但是当pcb被制造出来时，任何错误都将导致大量昂贵的补救和返工。因此，在为嵌入式系统设计PCB时，必须仔细设计和测试。

像EMI这样的问题可以通过执行严格的设计规则来预防或最小化。通过在PCB布局上运行热分析，可以解决热点这一可能减少组件寿命的问题。

如今的嵌入式设计往往超出了电子产品的范畴。你还需要确保设计完全适合外壳。这需要一个ECAD/MCAD功能，这两个学科的设计师可以在同一个工作空间中实时地无缝协作。

毫不夸张地说，嵌入式设计的成功主要归功于使用权利PCB设计和分析软件．你会发现OrCAD PCB设计者的为嵌入式系统的设计和第一次就把它们做对而完美优化的功能。

如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈．您也可以访问我们的YouTube频道有关PCB设计和布局的视频，以及检查与我们的设计和分析工具套件的新内容。