19、复杂嵌入式系统设计技术全解析

复杂嵌入式系统设计技术全解析

1. 引言

在设计嵌入式系统时，很多前期的设计案例规模较小，便于简单地传达重要概念。然而，大多数实际的嵌入式系统设计本质上都很复杂，因为它们的功能规格丰富，还需满足成本、性能等多方面的要求。因此，在设计大型系统时，我们需要有效的方法来指导设计决策。

2. 设计方法学

2.1 为何需要设计方法学

设计流程至关重要，没有它就难以可靠地交付想要的产品。虽然独自设计嵌入式系统时，个人工作习惯尚可，但多人合作项目时，就必须明确分工和工作方式。许多嵌入式计算系统过于复杂，一人难以完成设计和构建，所以必须考虑设计流程。

产品设计流程有多个重要目标，除了功能、性能和功耗外，还包括：
- 上市时间 ：客户总是追求新特性，先上市的产品可能赢得市场，部分产品的盈利市场周期仅3 - 6个月，延迟上市可能导致无法盈利。
- 设计成本 ：许多消费产品对成本敏感，工业买家也日益关注成本。设计系统的成本与制造成本不同，在某些情况下，设计成本可能占主导。
- 质量 ：客户不仅希望产品快速廉价，还要求其正确无误。从设计之初就需明确解决正确性、可靠性和可用性问题，才能获得高质量产品。

设计流程会随时间演变，受内外部因素影响。软件工程师在软件设计流程方面做了大量研究，嵌入式应用也推动了相关思考。一个好的方法学对构建正常运行的系统至关重要，交付有缺陷的系统会导致客户不满，在医疗和汽车等应用中，还可能危及用户生命。

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