13、嵌入式系统设计与建模：从概念到实践

嵌入式系统设计与建模：从概念到实践

1. 计算模型的选择与融合

在嵌入式系统设计中，不同的计算模型（MoCs）在特定应用领域各有优势。选择适合特定应用的“最佳”计算模型并非易事。不过，我们可以采用融合不同计算模型的方法，例如在 Ptolemy 框架中就支持这种做法。此外，模型还可以从一种计算模型转换为另一种，非冯·诺依曼模型经常被转换为冯·诺依曼模型。如果模型之间的转换容易，那么不同模型之间的界限就会变得模糊。

基于非冯·诺依曼模型的设计常被称为基于模型的设计。其核心思想是为待设计系统（SUD）构建抽象模型，在这个模型层面研究系统特性，而无需关注软件代码。只有在详细研究模型行为后，才会自动生成软件代码。“基于模型的设计”这一术语并没有精确的定义，通常它与控制系统模型相关，包含积分器、微分器等传统控制元素，但这种观点可能过于局限，因为我们也可以从消费系统的抽象模型开始设计。

2. 早期设计阶段

在系统设计的早期阶段，最初的想法往往以非常非正式的方式记录，可能只是写在纸上。通常，在设计项目的早期，只有用自然语言（如英语或日语）对 SUD 的描述，且风格非常随意。这些描述应该被记录在机器可读的文档中，使用文字处理软件进行编码，并由设计文档管理工具进行存储。一个好的工具应支持需求之间的链接、依赖分析和版本管理，例如 DOORS® 就是这样的工具。

2.1 使用案例

对于许多应用来说，设想 SUD 的潜在用途是很有好处的，这些用途可以用使用案例来捕捉。使用案例描述了 SUD 的可能应用场景，可以采用不同的符号表示。UML 标准化工作的目标之一就是为早期规范阶段提供系统的方法。

2.2 （消息）序列图