Блоково-ієрархічний підхід

При проектуванні мікроконтролерних пристроїв (МКП) або систем (МКС) можна використати блоково-ієрархічний підхід, при якому уявлення про МКП або МКС, що проектуються, розчленовуються на ієрархічні рівні[1]. На вищому рівні використовується найменш деталізоване уявлення, що відображає лише тільки загальні риси і особливості системи, що проектується. На наступних рівнях ступінь подробиці розгляду зростає, при цьому система розглядається не загалом, а окремими блоками. Такий підхід дозволяє на кожному рівні формулювати і вирішувати задачі допустимої складності, що піддаються усвідомленню й розумінню людиною та рішенню за допомогою доступних засобів проектування. Переваги такого підходу полягають в тому, що складна задача великої розмірності розбивається на групи задач малої розмірності, що послідовно вирішуються, причому всередині груп різні задачі можуть вирішуватися паралельно. Так загальна задача (ЗЗ) для МКП або МКС може бути розбита на ряд глобальних задач (ГЗ), що розташовуються на наступному (за загальною задачею) рівні ієрархії (рис. 1.1) такому, наприклад, як:

– організація взаємодії мікроконтролера (МК) з об'єктом керування

(ввід-вивід даних);

– обробка даних;

– організація зв'язку з оператором (задання режимів роботи, відобра-

ження результатів і т.п.);

– організація зв'язку між окремими МК в МКП або МКС;

– організація зв'язку з ЕОМ більш високого рівня, ніж МКП.

Кожну глобальну задачу можна розбити на ряд задач малої розмірності (ЗМР), які вирішуються на наступному рівні ієрархії. У свою чергу будь-яку задачу малої розмірності можна розбити на ряд найпростіших задач (НЗ), що вирішуються на самому низькому рівні ієрархії. Таким чином, горизонтальні ієрархічні рівні проектуванняпредставляють собою рівні опису об'єктів, що відрізняються ступенем подробиці відображення властивостей об'єкта. На всіх горизонтальних рівнях є групи задач, які пов'язані з проектуванням схем, програм, конструкцій і технологій. Ці групи задач називаються аспектами або вертикальними рівнями проектування. Відрізняють такі аспекти, як: функціональний, алгоритмічний (програмний), конструкторський і технологічний (табл. 1.1).

 

– 1- й рівень

 

 

– 2- й рівень

 

 

– 3- й рівень

 

 

– 4- й рівень

 

 

Рис. 1.1. Рівні ієрархії при блоково-ієрархічному підході

 

У функціональному і алгоритмічному аспектах можна виділити наступні рівні проектування:

1. Постановка задачі.

2. Системний (структурний) і архітектурний.

3. Функціонально-логічний і програмний.

4. Схемотехнічний і мікропрограмний.

Вихідною інформацією для системного і архітектурного рівнів проектування МКП і МКС є: закони їх функціонування, задані у вигляді аналітичних співвідношень перетворення вхідної інформації; набір схем алгоритмів виконання основних функцій МКП і МКС, що реалізовуються апаратним і програмним шляхом; критерії оптимальності та набір обмежень на параметри МКП і МКС, що розробляються.

Розглянемо основні задачі, що вирішуються в функціональному і алгоритмічному аспектах на різних рівнях проектування МКП і МКС.

Основними задачами системного і архітектурного рівнів є:

– визначення принципів організації МКП і МКС;

– розробка структурної схеми, тобто визначення складу пристроїв і способів їх взаємодії в процесі функціонування;

– вибір однокристальних мікроконтролерів (ОМК) та інших апаратних засобів;

– уточнення функцій МКП і МКС, що реалізовуються, а також поділ на функції, що реалізовуються апаратним і програмним шляхами;

– розробка детальних блок-схем алгоритмів програм і визначення форматів даних;

– визначення вимог до параметрів пристроїв і формування технічних завдань (ТЗ) на розробку окремих блоків МКП і МКС.

 

Таблиця 1.1