Этапы и стадии проектирования

1 — составление технического задания ТЗ на проектируемую аппаратуру и его согласование с заказчиком;

2 — синтез функциональной схемы аппаратуры;

3 — выбор физических методов реализации функциональных преобразований;

4 — выбор оптимальной сложности ИС(интегральная схема) и других компонентов аппаратуры;

5 — синтез электрических схем ИС и узлов РЭА(радио-электронная аппарутура), а также схем электрических соединений компонентов РЭА между собой;

6 — конструктивная разработка ИС и других типов узлов РЭА (компановка и трассировка);

7 — технологическая разработка ИС и узлов РЭА(процесс создания физически);

8 — конструктивная разработка аппаратуры;

9 — технологическая разработка аппаратуры;

10 — разработка методики испытаний ИС и РЭА.

Классификация методик проектирования электронных схем

1. Тип обрабатываемой информации

2. Методы обработки информации

3. Выбор технической базы

4. Выбор технологического способа реализации схемы

Сопряженное проектирование

Сопряжённое, или совместное проектирование аппаратуры и ПО,

– представляет собой процесс параллельного и скоординированного проектирования

электронных программно-аппаратных систем. Этот процесс основывается на не зависящем от конечной реализации описании, и использует средства автоматизации проектирования.

Сопряженное проектирование помогает находить компромиссы между гибкостью вычислительной системы и её производительностью, комбинируя при проектировании два радикально отличающихся подхода: последовательную декомпозицию во времени, создаваемую при помощи ПО, и параллельную декомпозицию в пространстве, реализуемую на основе аппаратного обеспечения.

Сокращение сроков разработки является одним из основных преимуществ, которые достигаются благодаря сопряжению.

Типовые конфигурации МП систем

МП-системы можно условно разделить на два основных класса: универсальные, которые используются для решения широкого круга задач обработки информации, и управляющие, которые специализируются на решении задач управления процессами и объектами. Типичными примерами универсальных МП-систем являются персональные компьютеры и рабочие станции, которые применяются в самых различных сферах деятельности.

Управляющие МП-системы имеют много общего с МК. Они также содержат различные устройства, расширяющие возможности процессора для реализации сложных алгоритмов управления. При этом периферийные устройства, многие из которых располагаются на кристалле МК, в МП-системах реализуются с помощью дополнительных микросхем, что повышает их стоимость и снижает надежность.

Процедуры отладки микропроцессорных систем и микроконтроллерных систем

Процедура проверки правильности функционирования МК -МП называется контролем или тестированием. В результате контроля определяется, находится ли МК -МП в исправном состоянии. Если объект находится в неисправном состоянии, то возникает задача поиска неисправности - диагностирования. Процесс устранения найденных неисправностей называется отладкой.

При автономной отладке аппаратных средств основными орудиями разработчика являются традиционные измерительные приборы - генераторы, осциллографы, мультиметры, пробники, а также специализированные приборы - логические анализаторы, осциллографы смешанных сигналов, генераторы тестовых последовательностей и сигналов заданной формы, которые обладают широкими возможностями контроля состояния различных узлов системы в заданные моменты времени.

Дополнительным свойством, которым должны обладать средства комплексной отладки по сравнению со средствами автономной отладки, является возможность управления поведением МПС и сбора информации о ее поведении в реальном времени. На этапе комплексной отладки микропроцессорной системы используются следующие основные приемы:

· пошаговое отслеживание поведения системы;

· останов функционирования системы при возникновении определенного события;

· чтение и изменение содержимого памяти или регистров системы в момент останова;

· отслеживание поведения системы в реальном времени.

Программаторы. Логические анализаторы. Встроенные в микропроцессор средства отладки. Основные свойства операционной системы реального времени (ОС РВ)

Программа́тор — аппаратно-программное устройство, предназначенное для записи/считывания информации в постоянное запоминающее устройство (однократно записываемое, флеш-память, ПЗУ, внутреннюю память микроконтроллеров и ПЛК[1]). Программаторы классифицируются по:

· типу микросхем,

o Программирующие микросхемы ПЗУ

o Программирующие внутреннюю память микроконтроллеров.

o Программирующие ПЛИС.

· сложности,

· подключению микросхемы,

o Параллельный - содержат разъём, в который и вставляется программируемая микросхема.

o Внутрисхемный - пригодны только для тех микросхем, в которых поддерживается внутрисхемное программирование, то есть позволяют прошивать микросхему, не вынимая её из устройства.

· подключению к компьютеру

o Последовательный порт.

o Параллельный порт.

o Специализированная интерфейсная плата (ISA или PCI).

o USB.

o Ethernet.

· дополнительным функциям.

o Наличие программного обеспечения под распространённые платформы

o Проверка правильности подключения ещё до попытки стереть микросхему.

o Проверка исправности программатора.

o JTAG-адаптеры, пригодные одновременно как для программирования, так и для отлаживания прошивок.

o Автономные (полевые) программаторы

o Встроенный HEX-редактор, позволяющий откорректировать записанную в микросхеме информацию.

o Возможность самостоятельного обновления прошивки самого́ программатора.

Логический анализатор

Логический анализатор — электронный прибор, который может записывать и отображать последовательности цифровых сигналов. Он используется для тестирования и отладки цифровых электронных схем, например, при проектировании компонентов компьютеров и управляющих электронных устройств. В отличие от осциллографов, логические анализаторы имеют значительно больше входов (от 16 до нескольких сотен), но при этом часто способны показывать лишь два уровня сигнала («0») и («1»).

Логический анализатор может запускать запись по какому-либо триггеру — специфичному набору некоторых входных линий. В некоторых моделях для анализа полученных записей можно использовать собственные программы.

Логические анализаторы применяются при разработке, произ­водстве, эксплуатации и ремонте электронной аппаратуры, при от­ладке средств математического обеспечения приборов и больших информационно-измерительных систем.

Работа логических анализаторов заключается в том, что измене­ние логических состояний в контрольных точках, переход из одного логического состояния в другое при воздействии внешних сигналов записываются во внутреннюю память анализатора для последующего воспроизведения на экране индикатора в удобной для оператора фор­ме. Наличие в анализаторе внутренней памяти позволяет отслеживать периодические и однократные логические процессы.