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关键词:竞赛;教学;家电产品;设计实践
社会需要人才的类型是多样的,不同类型人才的培养对于教育软硬件、教学内容、实践内容的要求是不一样的。家电产品设计教学作为高等艺术设计教育的重要组成部分,从培养目标的定位,实践教学的实施过程、学生就业的形势等方面谈谈自己在教学过程中对学生实践能力培养的一点看法。
一:制定切合实际的培养目标和任务,让教学与市场接轨
在培养目标任务的定位上,要针对现实情况,贯彻“以就业为导向”原则,根据市场需要,生源基础,学校自身软硬件条件等制定出相应的培养目标,前提是市场中一定岗位需要的人才,自身条件能培养出来的人才,而不能盲目攀高,制定不切实际的培养目标。社会当然需要高级设计人才来引领设计文化,他们具有较为丰富的人文科学知识和自然科学知识,具备一定艺术修养,有很强的设计艺术技能,还具备组织协调及管理能力等方面的综合素质,这应该是高等艺术院校的培养目标,让教学与市场接轨。在产品设计行业,特别是在家电产品设计行业中,市场更需要大量有实践经验的人才,面对刚刚毕业的大学生,如何让这批还没有走出学校、或者将要步入社会的学生,在择业与就业之后,能融入自己的本职工作,适应自己的工作岗位。这是学校在前期制定教学目标与培养方案时就要考虑并完成的,这样教学才能井然有序的进行。同时也为教学提供了理论参考指南。
在现如今的大工业发展形势下,产品设计得到空前的重视与保护,家电产品也不例外,大部分的大中型家电生产企业与设计公司都提倡原创设计的创新模式,并组织大量的设计大赛,主体对象就是大学在校相关专业的在校生,这样,大量学生的参与,学生自身在专业上也得到了实践锻炼,同时也丰富了大赛的内容,企业也有了更多的原创产品选择,教学与市场接轨的初级阶段也就建立起来了。
二:引入大赛实践教学,让学生和课程教学“零距离”
在实践教学实施上,学生先在学校学习理论知识和设计技能,在毕业前一年或半年到公司实习,如果在校期间实践技能课开的比较好,能真正紧密联系实际,那么在进入实习单位后通过实际接触客户,接触家电产品设计案例,跟踪设计过程来检验在校期间学习的知识技能,顺理成章的为正式走上工作岗位奠定基础。相反如果在校期间的实践技能没有得到锻炼,那么在实习期间则是真正意义上的“重新学习”。也就使得部分学生错误地感觉在实践中才能学到东西。那么我们在校期间究竟应该实践哪些课程,如何实施实践课程才能使学生在将来实际工作中感觉到学有所用呢?这就需要教育单位在教学前期要进行大量的市场调研,针对市场和企业对产品设计人才的要求结合起来,同时也制定教学内容和实践内容的统一性。让市场的大赛机制与高校产品设计的教学机制相结合,以“实战”的形式让学生对设计项目全程跟踪、全程参与。这就要让老师与学生主动的去寻找大赛信息,把产品设计相关大赛内容有效的融入到课程教学当中,就是说尽可能的让学生和产品设计大赛实践零距离,学生是在工作实践而非模拟实践。同时也能将整个的家电产品设计流程与方法得到巩固,这就会使得学生不仅在电脑中能做出漂亮的作品,还能在输出后的到满意的结果,实践的重要意义得以充分体现。
在初期专向实践课中的大赛设计项目可由老师为主导,主要是引导学生全程参与,把老师自己的设计经验阐述给学生,定时总结设计案的成败得失。有些被否定的提案若能经过老师的分析总结也会成为一种好的教材,这样也能引导学跳出设计框框,转换角度,提高批判思维能力等。后一个阶段可以由学生自己尝试承担大赛设计,学生可以是个体参与或分组参与,采用竞标方案的形式。这样一方面可以提高学生的竞争意识,一方面也可以培养团队协作精神,这都是将来走上工作岗位后所必须具备的素养。教师在此过程中可以引导学生确定设计方向,帮助学生分析揣摩客户要求,到逐渐放手鼓励学生独立设计,仅给学生提建议,对学生的设计案进行评估等。就是逐渐过度到学生为主导,老师起辅助作用,在给大赛组委会送交方案时,可让学生分别从创意到制作到方案的应用等方面阐述推荐自己的方案,将他们的设计接受市场的检验,这就使的学生从一开始就按照企业、市场、以及大赛的要求来做设计,而非“随心所欲”的做纯表现的设计。这样就能使学生在走上工作岗位后直接或在较短的时间内就能承担实际工作,这也正是许多用人单位所希望的。
当然,这样的实践教学方式需要学生具备良好的产品设计理论知识和设计技能,此阶段教学就是培养学生利用设计技能把学到的理论知识应用到实际中去,如果结合的好的话,学生就能形成一定的设计思维,从而提高自身的操作能力、创造能力。通过实践,使学生更加专业,更熟悉市场。
三:构建科学的就业模式,让学生的理论知识与实践能力同步提高
首先在学科理论知识的掌握上,这点在产品设计专业的培养目标的定位上可看出,学生必须具备良好的学科理论知识,只有在这个层面上打下良好的基石,才有可能在将来的专业上走的更远,在更高层次的岗位上工作,这就为学生将来的发展提供了可能。其次,在专业技能表达方面。眼高手低,和眼低手高,二者就是说明创意和技能的关系,有了好的想法,却很难有专业技能表达出来,专业表达能力的高低更是衡量艺术设计学科学生的重要尺度。在实践课程教学中则应把评价标准重点放在强调专业技能表达的针对性上,和满足实践需要的表达效率上。另外,应积极鼓励学生参加各类产品设计竞赛、特别是在家电产品设计课程的教学过程中,提倡学生加大量的家电产品设计类大赛,这样就能让课堂理论教学与课外实践环节有效的得到结合,这也是学生在为提前了解社会,对于他们走上社会,进入设计领域也会产生一定的自信。
四:结束语
从嵌入式处理器来看,从最初的4位处理器,目前仍在大规模应用的8位单片机、到日益受到广泛青睐的32位MCU,以及更高性能的64位嵌入式处理器,目前具有嵌入式功能特点的处理器已逾千种,数十种常用的体系架构。广阔的市场应用前景吸引了大量的半导体公司参与竞争,其中从ASIC、MCU、DSP到FPGA以及因为结合了MCU和DSP优势而近年来异军突起的汇聚式处理器,处理器速度越来越快、性能越来越强,而功耗和价格却越来越低。目前。丰富的嵌入式处理器已经广泛应用到从国防、工业、汽车到医疗设备和消费电子等几乎所有的行业和领域。
汇聚式处理器解决嵌入式设计技术挑战
尽管嵌入式设计经过数十年的发展,在核心处理器硬件平台、嵌入式操作系统和开发工具上已经有广泛的选择,然而随着市场竞争加剧、系统日益复杂化,目标应用对系统的功能、性能、成本的要求也日趋苛刻。工程师所面临的设计挑战似乎并没有随着半导体技术的发展降低,甚至日益增高,工程师在进行方案选择时必须正确评估应用面临的挑战。
处理能力要求越来越高。系统本身的复杂功能、友好的界面设计要求、各种接口和通信需求都需要占用大量的MIPS处理能力,单一的传统MCU或ASIC很多时候难以满足系统高处理能力的需求,双芯片甚至三芯片解决方案日益增多,但随之而来的高设计复杂性、功耗和BOM(材料清单)成本让方案缺乏竞争性。此外,当前嵌入式系统设计,特别是一些新产品和功能复杂的嵌入式产品设计,要在设计周期很有限的条件下完全从零开始实现设计已经变得不现实,也不具成本效益。因此,是否能提供完善的开发工具套件、必要的软件模块、成熟的参考设计、系统设计支持,以及是否有完整的设计生态系统等,对于是否能按期高质量地完成系统设计非常关键。
标准的多样性和不确定性带来产品升级换代的顾虑。当前在各个行业都面临一些创新型应用,例如智能电表和智能视频监控等,这些应用都具有一定开创性,目前没有或尚未形成行业统一的标准,如何在保证抢占市场窗口期的先机,同时确保当前的设计满足未来变化的市场和技术需求,必须考虑方案的可扩展性和性能裕量。
低功耗的要求日益苛刻。处理器性能要求越来越高,而系统功耗要求越来越低,这几乎形成一对矛盾。然而,实际设计过程中,工程师不得不面对这种近乎矛盾的需求。随着半导体工艺技术、嵌入式处理器架构优化以及设计技术的改进,低功耗设计技术日新月异,电压、工作频率自适应调整技术、多工作模式的节能技术、数字电源管理技术,以及低功耗的最新半导体工艺技术应用层出不穷。在众多方案中选择满足设计功率预算要求的系统方案也是系统设计成功的关键因素之一。
选择具有广泛嵌入式系统支持能力的解决方案非常重要。目前可用的嵌入式操作系统众多,各具优势,硬件平台方案对这些操作系统的支持能力是进行方案选型的考虑要点之一。
以Mcu或AsIc为核心器件的硬件平台方案在解决上述嵌入式系统设计要求上正面临挑战,有限的处理能力通常难以满足很多应用的高处理能力需求,或者缺乏进行功能扩展和产品升级换代的设计灵活性,某些设计为了满足系统的处理能力要求而增加DsP或协处理器,从而增加系统的复杂性、功耗和成本。
结合MCU和DsP性能优势的汇聚式处理器是有效解决上述设计挑战的方案之一,而ADI公司Blackfin处理器是目前市面上唯一的汇聚式处理器产品。汇聚式处理器典型应用有电力应用的智能电表,安防应用的视频监控,医疗设备的便携式房颤监测仪,工业应用的3DLevelScanner三维曲面测量仪等。预览全文,请访问本刊网。
科学大师是引用出来的
在一次期刊培训会上,我国一位期刊研究专家语出惊人:“科学大师不是评出来的,而是引用出来的。”例如达尔文的相对论、牛顿三大定律的引用率都属最高级。但目前,我国科技论文的引用量和引用率偏少,这不仅不利于众多科研成果传播,也不利于科研新人的显现,因此,应该鼓励科研人员在学术论文中多引用文章和著作。
在设计过程中,每个设计人员各司其职,所完成的各个设计部分最后被归拢起来,构成完整的产品设计。负责定义设计的各个组成部分并将其组合起来以满足产品设计规范的人就是通观产品开发全局的人,多数情况下是系统设计师。对产品开发过程采取系统层次观点的优点在于,这样就有机会考察在封闭的电子设计领域以外的市场差异化问题。这一工作并不像听上去那么容易,为了应对复杂的新技术,电子工程变得日益专业化,设计领域的划分越细致,整体‘图景’就越模糊。
也许。使产品设计视野更开阔的一条显而易见的途径就是考虑那些购买和使用电子产品的用户。在这里,不断变化的影响因素在于意识到客户不只是购买产品。实际上他们还在购买超出设备本身的电子产品的体验。这一视野更少与电路和软件算法直接相关,而是更多地与开发用户界面、定义设备与外界的交互方式,以及它连接到什么系统和服务相关。这涉及产品的外观、感觉和功能,且后者更为重要。这些要素主要是在软件中定义的,而支持这些功能所需的电子硬件和系统是在后来才确定的。
当各个设计领域被整合入单一开发环境,从而在整体上提高了设计抽象的层次,则系统级设计师就有可能采用这种方法。为使这一点成为可能,硬件、软件和可编程硬件设计需要封装进一个使用单一设计数据模型的系统。这个单一数据存储库变成针对公司内各种系统的单一联系点,而且更重要的是,它允许各设计领域进行实时设计互动。
这与嵌入式设计领域特有的使用基于C语言的系统语言或算法建模技术来提高设计抽象层次的概念有重要区别。如果高层次嵌入式设计是在使用单一设计数据模型的统一设计环境中实现,则其本身就包含其他领域。通过提供包含应用软件与硬件的完整而统一的系统设计能力,系统设计才能够名副其实。
设计抽象层次的提高,系统设计师可以采用高层次、以软件为中心的整体产品设计方法。使用示意图或流程图等图形设计界面,你可以迅速将IP区块、软件例程和I/O系统结合起来,以研究和开发创新的产品功能,而不会受到低层次工程设计需求的干扰。单一设计环境可以让系统设计方法论服务于开发完整的产品功能而不是其中的一部分。
随着合适的工具陆续出现,新一代电子产品设计师也已登台亮相。他们采取传统上被视为‘从前向后’的电子产品设计方法,即从软件而非硬件开始设计。基于其现有的硬件开发专业知识,这些系统级设计师可以从以用户为中心的高层次角度(即产品是如何被创造的)来看待系统开发。
爱特梅尔公司微控制器市场推广总监PhilippeFaure:CMOS是嵌入式微控制器、DSP和其他嵌入式数字逻辑电路的主流工艺技术。基本的CMOS技术经过改进后,可用于带有EEPROM或FLASH等片上非易失性存储器(NVM)的MCU,以及片上模拟电路。BiCMOS或硅/锗BiCMOS可用于嵌入式系统中的RF接口。一些嵌入式器件,如蓝牙收发器,则采用RF-on-CMOS技术。
Xilinx亚太区DSP产品及解决方案营销业务的高级经理林鸿瑞:嵌入式系统是一个复杂的高技术系统,要在短时间内开发出所需功能的产品是很不容易的,而市场竞争则要求产品能够快速上市,需要有容易掌握和使用的开发工具平台。嵌入式开发工具将向高度集成、编译优化、具有系统设计、可视化建模、仿真和验证功能方向发展。
嵌入式系统开发工具的发展已经有二十多年的历史,目前开放性和开放源码成为一股强大的潮流,推动嵌入式系统设计技术向前发展,传统的嵌入式系统开发工具已不能适应这一潮流。
目前的发展趋势是嵌入式系统的集成度越来越高,因而CMOS+NVM技术变得越来越重要。实现高集成度的另一个途径是采用系统级封装(SiP),即把基于不同技术的芯片整合在同一个封装中。一个典型例子是在单个封装中整合MCU、闪存和RF收发器。
美国风河公司中国区总经理韩青:关于嵌入式系统开发的发展趋势,从总体上看,嵌入式系统的一个明显趋势就是复杂度的急剧提升,这是由于我们已经进入了一个网络化和智能化的时代,连网能力、多样化和智能化必然会增加嵌入式软件的复杂度。
从软件平台的角度来看,Linux所发挥的作用越来越大。Linux在嵌入式领域的发展一开始就远比在桌面PC环境中要顺利,但是由于组织过于松散,标准化的进程一直比较滞后。近年来,随着相关标准化组织的完善,特别是Google等国际巨头的支持,OHA(开放手机联盟)、LiMo等行业协会的建立与发展,Linux平台上软件开发工具和规范的标准化进程正在不断加快,这就为广大嵌入式系统开发人员提供了更加稳固的基础。
从应用领域的角度来看,消费电子产品的迅速发展为嵌入式系统提供了巨大的空间,特别是移动通信娱乐装置、汽车信息娱乐系统等产品的多样化趋势,都为嵌入式系统提供了充满想象空间的应用。网络基础设施和国防军工多年来一直是嵌入式系统的重要应用领域,仍然将会延续下去。考虑到Linux在上述这些领域的光明前景和开发工具标准化进程相对滞后的现状,一些有助于标准化的技术将会成为关键。如DSO(Device Software Opimization,设备软件优化)的理念和方法、层次化的设计方法和工具,都将对嵌入式系统开发技术的发展起大重要的推动作用。
GlObal IPSolutions亚太区市场总监曾志佳;在VoIP嵌入式硬件平台开发方面,目前许多这些平台使用的语音处理方案都是基于公共交换电话网(PSTN)技术,这是传统的电话技术。人们对IP电话的质量非常关心,因为同电路交换网络相比,分组网络具有截然不同的特性。
■今日电子:现代嵌入式软件/硬件技术的发展已经进入什么样的阶段?
Philippe Faure:对许多嵌入式系统应用而言,相对于硬件的开发,软件的开发时间更长,开发成本更高。为了更紧密地整合硬件和软件的开发,目前业界在电子系统级(ESL)设计方法方面投入了大量的努力。然而,这些工作进展缓慢,而且其焦点主要放在硬件/软件并行设计流程上,以求缩短嵌入式产品的上市时间。采用基于FPGA的仿真板来验证硬件和软件,可以大幅度缩短嵌入式应用的开发时间,并降低成本和风险。
林鸿瑞为响应目标市场不断演化的需求,赛灵思公司极大地增强了其嵌入式处理解决方案的处理能力,在包括处理器、外设和系统架构等所有方面全面升级了嵌入式处理解决方案,同时还通过嵌入式开发套件(EDK)所提供的直观硬件和软件设计工具极大地简化了这些解决方案的使用。基于EDK v9.2提供的FPGA嵌入式处理解决方案下一阶段的演进将重点瞄准两大以客户为中心的关键目标:使软件开发更容易,并支持高性能嵌入式系统的快速设计。
Xilinx的处理解决方案为很多领域提供了高性能和定制功能,这些领域包括:航天和军用产品、有线和无线通信、汽车、音频/视频广播、工业控制、测试与测量、以及消费类。Xilinx嵌入式处理解决方案得到了大量Virtex和Spartan FPGA平台的支持。
韩青;如今的大多数电子设备都有多个不同的功能模块组成,为了加快产品上市速度,每个功能模块可能需要独立的团队来承担开发工作,然后再组装起来。通过采用层次(Layer)技术,可以让开发团队在开发工作中保持相对的独立性,在功能模块开发完场后又可以快速方便地组合起来,迅速构成产品系统。在产品设计与调试过程中,层次技术可以很好地发现、测试和交流各个模块所发生的变化,降低嵌入式软件出现Bug的概率,从而大幅度地节省开发时间和工作量。显然,层次技术也会极大地加快DSP与MCU等不同功能模块的协同应用。
■今日电子:32位MCU的发展对硬件/软件提出怎样的要求,DSP和MCU怎样走向功能融合?
Philippe Faure:某些32位MCU架构如ARM9、ARM11、ARM Cortex以及Atmel的AVR32,都内建有DSP功能。其他架构如Atmel的CAP,则可使DSP核与MCU整合在同一个芯片上。如果MCU架构内建有DSP功能,便可利用相同的开发工具,把DSP软件作为MCU软件的一部分来开发。但如果DSP核是独立的,则需要单独开发DSP软件,且采用不同于MCU的开发工具。虽然单独的MCU和DSP软件开发较为复杂,但好处是MCU和DSP核能够并行工作。相比内建DSP功能的单核MCU架构,可获得更高的性能和更低的功耗。
除了MCU内核以外,我们还必须考虑到对外设模拟/数字IP的需求,以及MCU是否能够支持实时操作系统(RTOS)。
林鸿瑞:选择MCU内核仅仅解决了复杂问题的一部分。开发人员需要选择配有适当外设的MCU来满足自己的最终产品要求。如果选择的MCU带有许多用不到的外设可能会增加总体系统成本。另外,对能够运行RTOS的MCU的需求也在增长。使用RTOS有几大显著原因:除了提供实时多任务能力以
外,RTOS施加的任务型设计流程比没有RTOS的系统更清晰、更容易组织;RTOS支持代码重利用,通过提供中间件链接和缩短开发时间为应用提供有用的服务。在时序关键的应用中,RTOS可预测的响应时间也进一步保证了应用的质量。
为进一步适应这一趋势,除已经为Microblaze软内核提供的免费IP以外,赛灵思公司还新提供了4款免费IP(IIC、UART、FPU和10/100 liteEMAC)。为满足RTOS需求,赛灵思还了其支持Linux 2.6 RTOS的Microblaze软内核版本。
赛灵思FPGA是硬件可配置的并且能够利用Microblaze实现嵌入式处理器功能,以及利用内部DSP48逻辑片完成DSP加速,因此对于带可定制外设的32位嵌入式应用开发来说,无论是否包括DSP加速,都是极佳的开发平台。
■今日电子如何看待国内行业应用市场?贵公司在中国的发展策略如何?
Philippe Faure:中国的嵌入式应用增长极其迅速,部分原因是由于中国国内市场的发展,另一原因则在于中国嵌入式应用产品出口的持续增长。Atmel在制定中国战略时,考虑到了中国市场对价格极为重视的现实。中国的电子产品公司对单个芯片的价格和总体物料清单(BoM)的成本都非常关注。对Atm el而言,能够提供把物料清单(BoM)的总体成本降至最低的系统解决方案十分重要。在中国,消费市场非常强劲,其中家电行业推动着国内市场的急速发展。
林鸿瑞:近年来,中国嵌入式系统应用产品的市场需求日益增加,嵌入式系统的产值不断增长,在冶金、汽车、造船、装备制造、节能降耗、环保、家电、电子、汽车、通信、交通、金融、网络、监控、工业自动化等领域尤其明显。
目前在中国市场,FPGA技术主要应用在传统的通信及消费电子领域。赛灵思在中国电信市场,特别是无线基站领域始终处于领导地位。在未来2~4年里,赛灵思的业务将集中在TD-SCDMA、平面电视和便携式产品,在接下来的发展中,赛灵思将重点开拓汽车电子、工业控制、测试测量等领域。赛灵思在中国的发展策略如下:
首先,通过继续加强客户服务支持,满足不断增长的客户需求,同时不断拓展销售渠道,继续完成中国业务的快速增长。第二,继续对能帮助赛灵思建立产业链生态系统的合作伙伴进行投资。第三,继续对电子工程师进行培训和教育,使那些从来没有用过赛灵思FPGA产品的工程师能够发现其中的潜力并且能够使用这些产品。第四,继续深入开展大学计划。
韩青:国内嵌入式系统的应用方向与全球情况大致相同,主要集中在航空航天与国防、消费电子、汽车电子、工业自动化和网络基础设施等几大领域,只是在各个不同领域的发展速度与国外略有不同。例如,国内消费电子产品由于市场巨大、进入门坎相对较低而在很短时间内表现出巨大的活力,这也是国际厂商认为短期内可以迅速成长并且进入比较容易的一个领域。再来看汽车电子,由于国外厂商利用整车设计对国内厂商造成了一定的进入门坎,导致国内厂商很难踏入预装在车内的汽车电子产品,但是对于后装的车载电子产品来说,其市场形态比较接近消费电子产品,也给国内厂商造就了一定的机会。
风河公司在国内的发展策略是顺应国内市场趋势,以全球最先进的嵌入式软件开发理念、方法和工具来引导国内的技术趋势。在嵌入式软件开发领域,以DSO(设备软件优化)为核心的理念、方法和工具是目前和今后将会长期延续的技术趋势。
■今日电子贵公司在嵌入式开发的一些领域很活跃,如何看待贵公司在这个领域中所扮演的角色?
Philippe Faure:MCU和DSP已经被广泛地使用在大量的嵌入式产品中。规模最大的嵌入式应用是手机,同时,数码相机、便携式媒体播放器和GPS系统的量也很大。另外,MCU和DSP还被使用在工业和医疗产品中,这方面的应用虽然出货量较少但单价较高,且产品生命周期更长。汽车电子则是嵌入式产品市场中增长最快的领域之一。总而言之,这些应用在可预见的未来将确保嵌入式系统销售量和销售额的长期增长。
ATMEL专注于以微控制器产品为其核心竞争力,并辅以RF、功率管理、非易失性存储器和传感器接口等器件,可为众多嵌入式应用提供一个完整的系统级解决方案。ATMEL致力于巩固其作为嵌入式系统市场主要厂商的地位。
目前应用市场最大、最快的变化就是有越来越多的工程师从4位和8位设计转向了32位设计。对于他们来说,是否有便利的工具帮助他们实现这种无缝转变将是非常重要的。这就需要工具供应商提供具有这些工程师所熟悉的界面和接口的工具。
[关键词]嵌入式;计算机系统;技术特点;系统
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)28-0321-01
在微电子技术科学方面不断取得的创新为大规模集成电路的深入提供了基础。当下,越来越多先进的嵌入式微处理器被应用于工业生产的仪器和设备之中,为现代工业的控制领域注入了新的活力和创新的方法。在此背景下产生的计算机应用科学――嵌入式系统已经被应用到各个领域,影响到社会的各个方面。
一、嵌入式计算机系统技术特点分析
作为一种特殊的计算机器材和设备,嵌人式计算机系统并非是PC系统,然而却具备常用的计算机功能。在硬件与软件的一体化配合下嵌人式系统的响应速度和自动化特点更加显著,有着典型的多任务和实时性特征。在特定应用导向下,嵌人式计算机系统结合了电子技术、半导体技术和计算机技术,采用高效设计方式切实做到量体裁衣,其性能优势更加卓越,同时在应用中的处理器选择方面也显得更为多元化。由于系统与应用之间相互联系,因此嵌人式系统更新换代的过程也需要与具体的产品周期相吻合,这能够有效保证进人市场后的嵌人式产品始终保持高效的执行效率。从安装位置分析,嵌人式系统软件并非存储在磁盘当中,而是选择单片机或是存储器芯片等位置。由于本身并无自主开发的功能,因此嵌人式计算机系统在设计完成后针对程序修改问题还应当配以必要的环境开发系统,提高嵌人式计算机系统在网络设备和虚拟仪器中的应用效果。
二、嵌入式计算机系统设计流程探讨
随着嵌人式计算机系统设计的逐渐规范化,具体的计算机系统设计流程除了需要关注一般工程的设计开发步骤之外,还应当体现出嵌人式计算机系统自身独特的技术优势,实现对系统设计流程的创新,具体的系统设计过程表现为以下几点:
1.分析系统需求。对嵌人式计算机系统设计的首要任务在于任务与目标的设计,将说明书设计与具体规格相对应,这对于后续正式设计有积极的指导作用,同时也能够在产品设计完成后对产品质量进行验收,这其中就涉及到非功能性需求与功能性需求两方面的内容。所谓的非功能性需求主要是指对系统功耗、成本、重量和体积的计算,而功能性需求则是对系统操作方式、信号输出等基本功能的设计。
2.体系结构设计。嵌人式计算机系统在结构设计方面突出了对功能需求和非功能需求的满足,这其中就涉及到执行装置功能划分和软硬件功能划分的内容,除此之外还包括对软硬件的选型问题。计算机系统设计的效果很大程度上取决于体系结构设计是否完备。
3.硬件与软件协同设计。在完成体系结构设计后需要针对系统软硬件展开周密而详细的设计,通常为了尽可能对实际设计中产品开发周期进行缩短,也可采用体系结构与软硬件并行设计的方式实施。考虑到软件设计是嵌人式系统设计的核心,因此现代软件工程中经常会涉及到模块化设计与组件技术设计等内容。
4.系统集成。上述操作完成之后还需要对系统执行装置既软硬件进行组合操作,这是实施整体调试的重要基础。只有从宏观把控方面观察整个设计,才能及时发现单元设计中存在的问题。
5.系统测试。不可否认,系统设计在完成后并不可直接对其使用,而应当经过全面的系统测试阶段,借助栏窆娣兜南低臣觳饫炊云涓飨钣τ霉δ芙行检验,这是保证系统运行安全与稳定的重要环节。
综上所述,作为现阶段信息技术发展的核心,嵌人式计算机系统在社会各行各业中的应用取得了较好的技术效果,其市场应用前景极为广阔。当前嵌人式计算机系统开发的重要环节正是表现在系统设计研究方面,由于应用需求趋于攀升,因此对应的计算机系统设计技术也面临着紧迫的技术革新问题。随着系统升级步伐的加快,嵌人式计算机系统在技术研究方面需要考虑的问题更加复杂,除了需要积极掌握必要的系统升级技术之外,还应当从市场实际发展方面突出嵌人式计算机系统技术的实用性,切实做到与时俱进,以此获得更多的市场竞争优势。
参考文献:
[1]刘红.探索以“嵌入式系统设计”课程为核心培养应用型人才的模式[J].计算机教育.2007(02).
[2] 周泓.浅论仪器学科《嵌入式系统设计》课程建设[J].教育教学论坛.2013(24).
[3] 徐强.“嵌入式系统设计”课程教学改革的探索[J].常州工学院学报.2010(01).