Проектирование системы
После построения функциональной спецификации необходимо определить набор модулей, составляющих первый уровень проектирования системы. Как только система расчленена на модули, надо отделить аппаратные модули от программных, т.е. необходимо определить, какие функции лучше выполняются с помощью программного обеспечения микроконтроллера, а какие – с помощью аппаратных средств. Современные микроконтроллеры имеют большое число встроенных модулей, что значительно облегчает процесс разделения функций между аппаратными и программными частями.
В результате разбиения системы на модули строим схему модульной структуры аппаратных средствисхему модульной структурыпрограммной части.
Рис.3.1.
Общая модульная структура аппаратных
средств микроконтроллерной системы
Общая схема модульной структуры аппаратных средств микроконтроллерной системы показана на рис.3.1. Система разбита на модули, которые соответствуют функциям системы Вход,Выход,Преобразования сигнала,МикроконтроллериКомбинированная аппаратура.
Модули Преобразования входного сигналаиПреобразования выходного сигналасодержат компоненты, необходимые для обмена входными и выходными сигналами с внешней средой. Примерами таких компонентов являются аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи.
Модули Интерфейса ввода,МикроконтроллераиИнтерфейсавыводасодержат микроконтроллер и его компоненты, а также интерфейсные компоненты, необходимые для связи микроконтроллера с другими модулями (например, связь по последовательному каналу).
Модуль Комбинированнойаппаратурысодержит компоненты, необходимые для реализации остальных функций системы. Это как раз те функции, которые могут быть реализованы с помощью как аппаратных, так и программных средств (например, функция таймера).
Схема модульной структуры программной части обычно представляется сочетанием иерархических структур, диаграмм и схем. Одним из удобных представлений является представление в виде структуры задачи/состояния.
Проектирование системы может быть расчленено на несколько функциональных уровней. Обычно высший функциональный уровень проектирования является наиболее общим, а низший – наиболее детализированным.
Высший уровень проектирования для аппаратных средств состоит из блочных диаграмм, обозначающих довольно приближенное разбиение. Разбиение продолжается до тех пор, пока не будет достигнут уровень функциональных и принципиальных схем. Например, следующий уровень модулей преобразования сигнала может включать аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, а также другие устройства преобразования сигналов.
Высший уровень проектной документации программного обеспечения состоит из модульной диаграммы системы. Модули высшего уровня содержат наиболее общие, а низшего – наиболее детализированные функции программного обеспечения. Каждый модуль содержит набор процедур, реализующих специфические функции данного модуля. На нижних уровнях детализации программные модули более тесно связаны с аппаратными модулями системы.
Проектирование аппаратных средств микропроцессорного устройства