嵌入式系统硬件全解析
1. 引言
在嵌入式系统设计中,硬件设计的复用十分常见,既可以是实际硬件组件的复用,也可以是知识产权(IP)形式的复用。基于平台的设计方法以复用可用的软硬件组件为核心,被视为应对嵌入式系统日益增长的复杂性的关键方法。
嵌入式系统的硬件标准化程度远低于个人计算机,由于其种类繁多,难以对所有硬件组件进行全面概述。不过,我们可以探讨大多数系统中常见的一些基本组件。在许多网络物理系统,特别是控制系统中,硬件以循环方式使用。在这个循环中,传感器获取物理环境的信息,通常传感器产生连续的模拟值序列,而数字计算机处理离散值序列,因此需要进行适当的转换,这由采样保持电路和模数转换器(ADCs)完成。转换后的信息可以进行数字处理,处理结果可显示并通过执行器控制物理环境,若执行器为模拟执行器,则可能需要数模转换器(DACs)或脉宽调制(PWM)进行数字到模拟信号的转换。此外,电子信息处理需要电能,若能源不能持续供电,可能需要进行能量存储,同时系统运行中产生的热能可能需要移除。
以下是简化的设计信息流程:
graph LR
A[evaluation & validation] --> B[specification]
B --> C[optimization]
C --> D[knowledge]
D --> E[design repository]
E --> F[system software design]
F --> G[test]
G --> H[HW-components]