文档介绍：嵌入式系统应用设计

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智能家居模块设计
2
学生演讲
3
本章小结
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分析流程、对应岗位
软件开发工程师
CAD设计、美工
电路板制作、硬件工程师
调试工程师
生产线工人
架构工程师、系统工程师、开发经理
嵌入式系统开发的一般流程
下面对嵌入式系统的开发流程逐一进行分析。
(1) 系统需求分析。确定设计任务和设计目标,并提炼出设计规格说明书,作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功能性需求是系统的基本功能,如输入输出信号、操作方式等;非功能需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。此部分主要有开发部门设计人员讨论得出,经市场销售人员反馈进一步改进或升级。
(2) 体系结构设计。描述系统如何实现所述的功能和非功能需求,包括对硬件、软件和执行装置的功能划分,以及系统的软件、硬件选型等。一个好的体系结构是设计成功与否的关键。此部分主要有架构工程师或研发部门经理确定系统设计方案选择。
(3) 软硬件协同设计。嵌入式系统开发模式最大特点是软件、硬件综合开发,这是因为嵌入式产品是软硬件的结合体,软件针对硬件开发、固化、不可修改。嵌入式系统设计的工作大部分都集中在软件设计上,采用面向对象技术、软件组件技术、模块化设计是现代软件工程经常采用的方法。此部分有PCB电路设计、底层驱动开发、操作系统移植、应用软件开发等技术人员合力、协同开发。
(4) 系统集成。把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起进行调试,发现并改进单元设计过程中的错误。此部分力求把产品外观做的美观、实用、操作简便等,既区别于传统产品,又新颖别致,同时预留二次开发或者改进、升级余地。
(5) 系统测试。对设计好的系统进行测试,看其是否满足规格说明书中给定的功能要求。此部分大多先由专门测试公司进行预订功能、网络、稳定性、破坏实验等。
JTAG调试
调试主机上必须安装的工具包括程序编辑和编译系统、调试器和程序所涉及的库文件。目标板必须含有JTAG接口。在调试主机和目标板之间有一个协议转换模块,一般称为调试代理,其作用主要有两个:一个是在调试主机和目标板之间进行协议转换;另一个是进行接口转换,目标板的一端是标准的JTAG 接口,而调试主机一端可能是RS-232 串口。也可能是并口或是USB 接口等。
目前大多数比较复杂的器件都支持JTAG 协议,如ARM、DSP、FPGA 器件等。
标准的JTAG接口引脚的定义为:
TCK为测试时钟输入;
TDI为测试数据输入,数据通过TDI引脚输入JTAG接口;
TDO为测试数据输出,数据通过TDO引脚从JTAG接口输出;
TMS为测试模式选择,TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式;
TRST为JTAG的测试复位,输入引脚,低电平有效。

调试主机上必须安装的工具包括程序编辑和编译系统、调试器和程序所涉及的库文件。目标板必须含有JTAG接口。在调试主机和目标板之间有一个协议转换模块,一般称为调试代理,其作用主要有两个:一个是在调试主机和目标板之间进行协议转换;另一个是进行接口转换,目标板的一端是标准的JTAG 接口,而调试主机一端可能是RS-232 串口。也可能是并口或是USB 接口等。
目前大多数比较复杂的器件都支持JTAG 协议,如ARM、DSP、FPGA 器件等。
标准的JTAG接口引脚的定义为:
智能家居系统功能设定
智能电器控制:电器控制主要针对传统的电器进行智能控制。实现的方法是打开或者关闭电器的插座,以实现对热水器、饮水机、等设备进行控制。
智能视频监控:把摄像头和智能家居系统进行整合,实现视频或图片抓拍、视频远程监控等功能。
智能红外控制:用一个智能主控机便可控制家中所有带红外遥控的电器设备。比如电视、DVD、机顶盒等。
智能温度监控:把家庭空调和智能家居系统进行整合,可以定时或按不同时间段对家居温度实行智能化控制。
定时控制:智能主机可以对家中的固定事件进行编程,例如,定时开关窗帘,定时开关热水器等,电视、音响、照明等均可设定时控制。
情景控制:用户可以通过智能主控机任意编辑各种情景,之后可以按下情景控制面板或者智能主控机上对应的情景按钮进行情景控制。情景控制可以包含灯光、电器、安防、红外、视频等各种设备的控制。如,可以设定一个回家情景,使其包含以下设备的控制:打开廊灯、打开客厅吊灯、打开窗帘、解除安防报警、TV1频道、打开热水器、打开空调并设定温度为25℃等。
智能家居发展现状
在建设部出台的规划中,也表示未来60%以上的新房都具有一定的“智能型家居”功能。显然,智能家居正在形成一种产业,蕴含着巨大的市场潜力。 
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