4、嵌入式系统设计流程与形式化方法解析

嵌入式系统设计流程与形式化方法解析

1. 嵌入式系统设计流程概述

嵌入式系统设计是一个复杂且严谨的过程，涵盖了从需求分析到系统集成的多个阶段。以GPS移动地图系统为例，我们来详细了解这个过程。

1.1 需求定义

在开始设计之前，需要明确系统的各项需求。以下是GPS移动地图系统的需求表格：
| 项目 | 详情 |
| — | — |
| 名称 | GPS移动地图 |
| 用途 | 消费级驾驶用移动地图 |
| 输入 | 电源按钮、两个控制按钮 |
| 输出 | 400×600背光LCD显示屏 |
| 功能 | 使用5接收器GPS系统；三种用户可选分辨率；始终显示当前经纬度 |
| 性能 | 移动时0.25秒内更新屏幕 |
| 制造成本 | 30美元 |
| 功耗 | 100mW |
| 物理尺寸和重量 | 不超过2英寸×6英寸，12盎司 |

这些需求为后续的设计提供了明确的方向。制造成本通常根据售价来估算，一般售价是商品成本（所有组件成本总和）的四到五倍。

1.2 规格说明

规格说明是客户和架构师之间的契约，它必须精确地反映客户需求，并且在设计过程中易于遵循。对于新手设计师来说，规格说明可能是最不熟悉的阶段，但它对于以最小的设计工作量创建可用系统至关重要。

一个清晰的规格说明应该让他人能够验证其是否满足系统需求和客户的总体期望，同时让设计师明确需要构建的内容。不清晰的规格说明可能会导致设计师实现错误的功能，或者设计出的系统架构无法满足实现需求。

GPS系统的规格说明应包括以下组件：