測(cè)試評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)《嵌入式系統(tǒng)原理》.ppt

嵌入式系統(tǒng)原理 第七章：指標(biāo)體系與工程方法,測(cè)試/評(píng)價(jià)/設(shè)計(jì),第七章：指標(biāo)體系與工程方法,7.1 內(nèi)在指標(biāo) 7.2作用指標(biāo) 7.3封裝與軟件整合 7.4剪裁 7.5規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 7.6指標(biāo)量化體系,主要內(nèi)容,7.1 內(nèi)在指標(biāo) 7.2作用指標(biāo) 7.3封裝與軟件整合 7.4系統(tǒng)安全 7.5剪裁 7.6規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn) 7.7指標(biāo)量化體系,序 言,指標(biāo)的必要性：剎車系統(tǒng)中，從接到信號(hào)到完成處理的時(shí)間過長(zhǎng)，那么這個(gè)系統(tǒng)就是毫無用處的，甚至可以說有很大的危害，極大影響了安全性。,把嵌入式系統(tǒng)比作一個(gè)C語言或Java語言的類，它內(nèi)部具有屬性（成員變量）和方法（函數(shù)），內(nèi)在指標(biāo)就象是這個(gè)類中的屬性，表示類的一些特性，而作用指標(biāo)就象是一個(gè)方法，需要和外界發(fā)生作用聯(lián)系。,時(shí)域指標(biāo),概念:系統(tǒng)完成規(guī)定任務(wù)所需要的時(shí)間必須滿足的條件。 指標(biāo)說明：硬實(shí)時(shí)、軟實(shí)時(shí) 影響因素:五層 優(yōu)化方法：高性能硬件、系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間 、操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性 、應(yīng)用程序運(yùn)行速度,系統(tǒng)啟動(dòng),傳統(tǒng)評(píng)價(jià),之所以稱之為傳統(tǒng)評(píng)價(jià)，是因?yàn)閹缀踉谇度胧较到y(tǒng)誕生開始，這幾項(xiàng)指標(biāo)就一直是評(píng)價(jià)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。,7.1內(nèi)在指標(biāo),操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性,任務(wù)切換時(shí)間 任務(wù)搶占時(shí)間 中斷延遲時(shí)間 信號(hào)量混洗時(shí)間 解除死鎖時(shí)間,應(yīng)用程序運(yùn)行速度,融合,干擾,智能,控制,封裝,資占,能耗,性能,功能,壽命,交互,交換,壽命,崩潰,可信,實(shí)時(shí),交換,結(jié)構(gòu)蜘蛛圖,種類蜘蛛圖,7.1 內(nèi)在指標(biāo),7。11傳統(tǒng)評(píng)價(jià),之所以稱之為傳統(tǒng)評(píng)價(jià)，是因?yàn)閹缀踉谇度胧较到y(tǒng)誕生開始，這幾項(xiàng)指標(biāo)就一直是評(píng)價(jià)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。,711傳統(tǒng)評(píng)價(jià),時(shí)域指標(biāo) 概念:系統(tǒng)完成規(guī)定任務(wù)所需要的時(shí)間必須滿足的條件。 指標(biāo)說明 影響因素:五層 優(yōu)化方法：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間 、操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性 、應(yīng)用程序運(yùn)行速度,711傳統(tǒng)評(píng)價(jià),資源占用指標(biāo) 概念:系統(tǒng)在正常運(yùn)行的各個(gè)階段，所需的硬件資源的種類，數(shù)量及多少。 指標(biāo)說明 影響因素:應(yīng)用 、基于其他指標(biāo)的要求 、系統(tǒng)軟件的屬性和應(yīng)用軟件的質(zhì)量 優(yōu)化方法：從應(yīng)用出發(fā)，夠用原則；基于其他指標(biāo)考慮，選用高性能、高集成度硬件； 軟件方面：OS和應(yīng)用程序?qū)?nèi)存的消耗。,7 11傳統(tǒng)評(píng)價(jià),能耗指標(biāo) 概念:系統(tǒng)在運(yùn)行的各種狀態(tài)下所消耗的電能的速率。 PE / t E為t時(shí)間內(nèi)消耗掉的能量。 指標(biāo)說明 影響因素:硬件、軟件兩方面 優(yōu)化方法：靜態(tài)技術(shù) 、動(dòng)態(tài)技術(shù) 靜態(tài)技術(shù)包括：低功耗元器件 、異步電路體系設(shè)計(jì) 、程序、編譯器優(yōu)化 動(dòng)態(tài)技術(shù)主要是動(dòng)態(tài)電源管理,712信息評(píng)價(jià),信息定義：簡(jiǎn)言之，信息是具有新內(nèi)容、新知識(shí)的消息。 嵌入式系統(tǒng)中所關(guān)注的信息主要有兩類，程序和數(shù)據(jù)。 信息的開放性 概念:開放性主要是針對(duì)程序而言的。具體定義就是要求系統(tǒng)可以通過第三方機(jī)構(gòu)定制、增加和擴(kuò)展功能。 指標(biāo)說明：開放性對(duì)于吸引更多的人才和廠家參與到一款產(chǎn)品的功能擴(kuò)展，協(xié)作完成一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)具有極重要的影響。 影響因素:邏輯架構(gòu) 、UI 優(yōu)化方法：模塊化設(shè)計(jì) ；豐富易用的UI ； 嚴(yán)格的規(guī)范,712信息評(píng)價(jià),信息的兼容性 概念:系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)可以包括各種主流的同類別數(shù)據(jù)格式 指標(biāo)說明：是衡量一個(gè)系統(tǒng)的通用性 的指標(biāo) 影響因素:程序功能 以及程序的可擴(kuò)展性 優(yōu)化方法：采用數(shù)據(jù)中間層XML,713規(guī)范評(píng)價(jià),共享與壁壘 交換 （是數(shù)據(jù)交換嗎？如果是，這部分內(nèi)容應(yīng)該包括在數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)中了） 知識(shí)產(chǎn)權(quán)與核心承載 IP核 軟核 硬核 行業(yè)交叉與侵蝕,72作用指標(biāo),系統(tǒng)與外界相互作用才會(huì)體現(xiàn)出來的指標(biāo)。作用指標(biāo)是相互的，而不是某一部分單向的影響其他部分。,嵌入式系統(tǒng),嵌入式產(chǎn)品,同一指標(biāo)，二者相互影響,72作用指標(biāo),干擾度 概念:嵌入式產(chǎn)品在加入了嵌入式系統(tǒng)后，對(duì)原有產(chǎn)品性能及其他指標(biāo)的影響程度。 指標(biāo)說明：嵌入式產(chǎn)品加入嵌入式系統(tǒng)后，必然帶來好、壞兩方面影響 影響因素:硬件 、嵌入式操作系統(tǒng) 、應(yīng)用軟件 優(yōu)化方法：針對(duì)上述三點(diǎn),72作用指標(biāo),干擾度,72作用指標(biāo),智能度 概念:統(tǒng)能夠完成的操作種類多少、解決問題的復(fù)雜程度以及自我完善、更新、發(fā)展的能力。 指標(biāo)說明：智能定義解決所面臨的實(shí)際問題的能力 解決新問題的能力 對(duì)自己所屬領(lǐng)域提供服務(wù)的能力 影響因素:系統(tǒng)功能的多少 ；軟硬件設(shè)計(jì)架構(gòu) ；實(shí)現(xiàn)任務(wù)的自動(dòng)化程度 ；配套工具的數(shù)量和質(zhì)量 優(yōu)化方法：增加系統(tǒng)功能 ；減少人為干預(yù) ；增加系統(tǒng)工具 ；模塊化設(shè)計(jì),72作用指標(biāo),控制度 概念:系統(tǒng)的控制過程的快速、準(zhǔn)確和精細(xì)程度以及操作此控制作用的便捷性。 指標(biāo)說明：防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS ）舉例 影響因素:軟、硬件速度 ；系統(tǒng)所能處于的狀態(tài)劃分的細(xì)致程度 ；系統(tǒng)UI 優(yōu)化方法：選用快速硬件，編寫高效軟件；細(xì)化狀態(tài)集合 ；,72作用指標(biāo),融合度 概念:指嵌入式系統(tǒng)和嵌入式產(chǎn)品其他部分相匹配、結(jié)合的能力。 指標(biāo)說明：無縫連接 在充分掌握系統(tǒng)的底層協(xié)議和接口規(guī)范的基礎(chǔ)上,開發(fā)出與之完全兼容的產(chǎn)品。 影響因素:嵌入式系統(tǒng)與其他設(shè)備之間的接口工作是否高效，是否易于結(jié)合；硬件設(shè)備應(yīng)用是否廣泛，兼容性的好壞。 優(yōu)化方法：接口選用高效、穩(wěn)定的硬件，接口軟件進(jìn)行優(yōu)化 ；選用應(yīng)用廣泛的硬件設(shè)備,72作用指標(biāo),融合度,73封裝與軟件整合,封裝 概念:是一種對(duì)相關(guān)的軟件、硬件等模塊打包的技術(shù)，通過打包實(shí)現(xiàn)易于管理、使用、技術(shù)保密、提高功能、性能、降低成本、提高復(fù)用性、降低功耗的目的。 指標(biāo)說明：簡(jiǎn)單說，封裝就是打包，把一系列相關(guān)的東西打包在一起，把細(xì)節(jié)隱藏，只把簡(jiǎn)單的、穩(wěn)定的接口提供給用戶。包括軟件封裝和硬件封裝 好處:軟件封裝便于管理 、節(jié)省空間 、減少文件個(gè)數(shù) 硬件封裝 技術(shù)保密、提高性能、降低成本、提高復(fù)用 性、降低功耗,73封裝與軟件整合,封裝,73封裝與軟件整合,軟件整合 背景 概念:軟件整合就是把不同公司、不同機(jī)構(gòu)使用不同的開發(fā)平臺(tái)編寫的應(yīng)用程序整合成一個(gè)統(tǒng)一的整體，使之成為一個(gè)系統(tǒng)的過程。 說明：關(guān)鍵在于，整合工作不是在所有程序完成后開始的，而是在開始編寫程序之前就開始了 例子：,74剪裁,硬件剪裁 夠用原則，去除不需要的硬件設(shè)備 軟件剪裁 應(yīng)用程序剪裁采用組件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)定制 操作系統(tǒng)剪裁 嵌入式OS的特征：配置性 ；可重配置性 ；動(dòng)態(tài)性 幾種操作系統(tǒng)可剪裁性評(píng)估OSKit ；eCOS ；Linux,74剪裁,剪裁,76規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)有三個(gè)層次 價(jià)格和質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng) ；專利技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng) ；標(biāo)準(zhǔn)和制度的競(jìng)爭(zhēng) 標(biāo)準(zhǔn)是種動(dòng)態(tài)信息。 制定標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)通常都是行業(yè)中的創(chuàng)新者和技術(shù)推動(dòng)者，但從另一個(gè)角度講，他們也是行業(yè)中的壟斷者。,77指標(biāo)量化體系,量化體系 時(shí)域 OS實(shí)時(shí)性 50 上下文切換時(shí)間 任務(wù)搶占時(shí)間 消息傳遞延遲 中斷延遲 任務(wù)建立和刪除時(shí)間 應(yīng)用程序運(yùn)行速度 50,77指標(biāo)量化體系,能耗 動(dòng)態(tài)電源管理機(jī)制 60（是否有動(dòng)態(tài)電源管理機(jī)制？如有，支持的狀態(tài)種類有多少？） 系統(tǒng)正常工作下的能耗 40,封裝 軟件系統(tǒng)是否模塊化，模塊化程度如何？50 數(shù)據(jù)格式的完整性與安全性如何？50,77指標(biāo)量化體系,智能 是否可升級(jí)？升級(jí)自動(dòng)化程度如何？40 根據(jù)環(huán)境的變化的自我調(diào)節(jié)能力如何？30 是否提供了該類產(chǎn)品最基本的功能？ 20 提供了更多的附加功能？ 10,干擾 對(duì)原有系統(tǒng)工作效率的影響？ 50 對(duì)原有系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性的影響？50,77指標(biāo)量化體系,控制 系統(tǒng)UI的豐富、高效和易用程度怎樣？60 控制作用所能處于的中間狀態(tài)以及在各中間狀態(tài)之間切換的速度怎樣？ 40,資源占用 OS內(nèi)核內(nèi)存占用多少？ 40 系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存多少？40 系統(tǒng)占用多少I/O接口？20,77指標(biāo)量化體系,融合 與嵌入式產(chǎn)品其他部分的接口是否高效、易于結(jié)合？60 選用硬件的市場(chǎng)普及率、通用性好不好？40,創(chuàng)建,設(shè)計(jì),制造,維護(hù),軟件,硬件,7.7指標(biāo)量化體系,量化體系 時(shí)域 OS實(shí)時(shí)性 50 上下文切換時(shí)間 任務(wù)搶占時(shí)間 消息傳遞延遲 中斷延遲 任務(wù)建立和刪除時(shí)間 應(yīng)用程序運(yùn)行速度 50,7.7指標(biāo)量化體系,能耗 動(dòng)態(tài)電源管理機(jī)制 60（是否有動(dòng)態(tài)電源管理機(jī)制？如有，支持的狀態(tài)種類有多少？） 系統(tǒng)正常工作下的能耗 20 選用硬件的低功耗性能？20,封裝 軟件系統(tǒng)是否模塊化，模塊化程度如何？40 數(shù)據(jù)格式的完整性與安全性如何？40 是否選用了集成度高的硬件？20,7.7指標(biāo)量化體系,智能 是否可升級(jí)？升級(jí)自動(dòng)化程度如何？40 根據(jù)環(huán)境的變化的自我調(diào)節(jié)能力如何？30 是否提供了該類產(chǎn)品最基本的功能？ 20 提供了更多的附加功能？ 10,干擾 對(duì)原有系統(tǒng)工作效率的影響？ 50 對(duì)原有系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性的影響？50,7.7指標(biāo)量化體系,控制 系統(tǒng)UI的豐富、高效和易用程度怎樣？60 控制作用所能處于的中間狀