测试评价设计《嵌入式系统原理》.ppt

嵌入式系统原理 第七章：指标体系与工程方法,测试/评价/设计,第七章：指标体系与工程方法,7.1 内在指标 7.2作用指标 7.3封装与软件整合 7.4剪裁 7.5规范与标准 7.6指标量化体系,主要内容,7.1 内在指标 7.2作用指标 7.3封装与软件整合 7.4系统安全 7.5剪裁 7.6规范与标准 7.7指标量化体系,序 言,指标的必要性：刹车系统中，从接到信号到完成处理的时间过长，那么这个系统就是毫无用处的，甚至可以说有很大的危害，极大影响了安全性。,把嵌入式系统比作一个C语言或Java语言的类，它内部具有属性（成员变量）和方法（函数），内在指标就象是这个类中的属性，表示类的一些特性，而作用指标就象是一个方法，需要和外界发生作用联系。,时域指标,概念:系统完成规定任务所需要的时间必须满足的条件。 指标说明：硬实时、软实时 影响因素:五层 优化方法：高性能硬件、系统启动时间 、操作系统的实时性 、应用程序运行速度,系统启动,传统评价,之所以称之为传统评价，是因为几乎在嵌入式系统诞生开始，这几项指标就一直是评价一个嵌入式系统优劣的重要标准。,7.1内在指标,操作系统实时性,任务切换时间 任务抢占时间 中断延迟时间 信号量混洗时间 解除死锁时间,应用程序运行速度,融合,干扰,智能,控制,封装,资占,能耗,性能,功能,寿命,交互,交换,寿命,崩溃,可信,实时,交换,结构蜘蛛图,种类蜘蛛图,7.1 内在指标,7。11传统评价,之所以称之为传统评价，是因为几乎在嵌入式系统诞生开始，这几项指标就一直是评价一个嵌入式系统优劣的重要标准。,711传统评价,时域指标 概念:系统完成规定任务所需要的时间必须满足的条件。 指标说明 影响因素:五层 优化方法：系统启动时间 、操作系统的实时性 、应用程序运行速度,711传统评价,资源占用指标 概念:系统在正常运行的各个阶段，所需的硬件资源的种类，数量及多少。 指标说明 影响因素:应用 、基于其他指标的要求 、系统软件的属性和应用软件的质量 优化方法：从应用出发，够用原则；基于其他指标考虑，选用高性能、高集成度硬件； 软件方面：OS和应用程序对内存的消耗。,7 11传统评价,能耗指标 概念:系统在运行的各种状态下所消耗的电能的速率。 PE / t E为t时间内消耗掉的能量。 指标说明 影响因素:硬件、软件两方面 优化方法：静态技术 、动态技术 静态技术包括：低功耗元器件 、异步电路体系设计 、程序、编译器优化 动态技术主要是动态电源管理,712信息评价,信息定义：简言之，信息是具有新内容、新知识的消息。 嵌入式系统中所关注的信息主要有两类，程序和数据。 信息的开放性 概念:开放性主要是针对程序而言的。具体定义就是要求系统可以通过第三方机构定制、增加和扩展功能。 指标说明：开放性对于吸引更多的人才和厂家参与到一款产品的功能扩展，协作完成一个产品的开发具有极重要的影响。 影响因素:逻辑架构 、UI 优化方法：模块化设计 ；丰富易用的UI ； 严格的规范,712信息评价,信息的兼容性 概念:系统所处理的数据可以包括各种主流的同类别数据格式 指标说明：是衡量一个系统的通用性 的指标 影响因素:程序功能 以及程序的可扩展性 优化方法：采用数据中间层XML,713规范评价,共享与壁垒 交换 （是数据交换吗？如果是，这部分内容应该包括在数据评价中了） 知识产权与核心承载 IP核 软核 硬核 行业交叉与侵蚀,72作用指标,系统与外界相互作用才会体现出来的指标。作用指标是相互的，而不是某一部分单向的影响其他部分。,嵌入式系统,嵌入式产品,同一指标，二者相互影响,72作用指标,干扰度 概念:嵌入式产品在加入了嵌入式系统后，对原有产品性能及其他指标的影响程度。 指标说明：嵌入式产品加入嵌入式系统后，必然带来好、坏两方面影响 影响因素:硬件 、嵌入式操作系统 、应用软件 优化方法：针对上述三点,72作用指标,干扰度,72作用指标,智能度 概念:统能够完成的操作种类多少、解决问题的复杂程度以及自我完善、更新、发展的能力。 指标说明：智能定义解决所面临的实际问题的能力 解决新问题的能力 对自己所属领域提供服务的能力 影响因素:系统功能的多少 ；软硬件设计架构 ；实现任务的自动化程度 ；配套工具的数量和质量 优化方法：增加系统功能 ；减少人为干预 ；增加系统工具 ；模块化设计,72作用指标,控制度 概念:系统的控制过程的快速、准确和精细程度以及操作此控制作用的便捷性。 指标说明：防抱死制动系统（ABS ）举例 影响因素:软、硬件速度 ；系统所能处于的状态划分的细致程度 ；系统UI 优化方法：选用快速硬件，编写高效软件；细化状态集合 ；,72作用指标,融合度 概念:指嵌入式系统和嵌入式产品其他部分相匹配、结合的能力。 指标说明：无缝连接 在充分掌握系统的底层协议和接口规范的基础上,开发出与之完全兼容的产品。 影响因素:嵌入式系统与其他设备之间的接口工作是否高效，是否易于结合；硬件设备应用是否广泛，兼容性的好坏。 优化方法：接口选用高效、稳定的硬件，接口软件进行优化 ；选用应用广泛的硬件设备,72作用指标,融合度,73封装与软件整合,封装 概念:是一种对相关的软件、硬件等模块打包的技术，通过打包实现易于管理、使用、技术保密、提高功能、性能、降低成本、提高复用性、降低功耗的目的。 指标说明：简单说，封装就是打包，把一系列相关的东西打包在一起，把细节隐藏，只把简单的、稳定的接口提供给用户。包括软件封装和硬件封装 好处:软件封装便于管理 、节省空间 、减少文件个数 硬件封装 技术保密、提高性能、降低成本、提高复用 性、降低功耗,73封装与软件整合,封装,73封装与软件整合,软件整合 背景 概念:软件整合就是把不同公司、不同机构使用不同的开发平台编写的应用程序整合成一个统一的整体，使之成为一个系统的过程。 说明：关键在于，整合工作不是在所有程序完成后开始的，而是在开始编写程序之前就开始了 例子：,74剪裁,硬件剪裁 够用原则，去除不需要的硬件设备 软件剪裁 应用程序剪裁采用组件技术，实现定制 操作系统剪裁 嵌入式OS的特征：配置性 ；可重配置性 ；动态性 几种操作系统可剪裁性评估OSKit ；eCOS ；Linux,74剪裁,剪裁,76规范与标准,国际竞争有三个层次 价格和质量的竞争 ；专利技术的竞争 ；标准和制度的竞争 标准是种动态信息。 制定标准的企业通常都是行业中的创新者和技术推动者，但从另一个角度讲，他们也是行业中的垄断者。,77指标量化体系,量化体系 时域 OS实时性 50 上下文切换时间 任务抢占时间 消息传递延迟 中断延迟 任务建立和删除时间 应用程序运行速度 50,77指标量化体系,能耗 动态电源管理机制 60（是否有动态电源管理机制？如有，支持的状态种类有多少？） 系统正常工作下的能耗 40,封装 软件系统是否模块化，模块化程度如何？50 数据格式的完整性与安全性如何？50,77指标量化体系,智能 是否可升级？升级自动化程度如何？40 根据环境的变化的自我调节能力如何？30 是否提供了该类产品最基本的功能？ 20 提供了更多的附加功能？ 10,干扰 对原有系统工作效率的影响？ 50 对原有系统稳定性、可靠性的影响？50,77指标量化体系,控制 系统UI的丰富、高效和易用程度怎样？60 控制作用所能处于的中间状态以及在各中间状态之间切换的速度怎样？ 40,资源占用 OS内核内存占用多少？ 40 系统应用运行时占用内存多少？40 系统占用多少I/O接口？20,77指标量化体系,融合 与嵌入式产品其他部分的接口是否高效、易于结合？60 选用硬件的市场普及率、通用性好不好？40,创建,设计,制造,维护,软件,硬件,7.7指标量化体系,量化体系 时域 OS实时性 50 上下文切换时间 任务抢占时间 消息传递延迟 中断延迟 任务建立和删除时间 应用程序运行速度 50,7.7指标量化体系,能耗 动态电源管理机制 60（是否有动态电源管理机制？如有，支持的状态种类有多少？） 系统正常工作下的能耗 20 选用硬件的低功耗性能？20,封装 软件系统是否模块化，模块化程度如何？40 数据格式的完整性与安全性如何？40 是否选用了集成度高的硬件？20,7.7指标量化体系,智能 是否可升级？升级自动化程度如何？40 根据环境的变化的自我调节能力如何？30 是否提供了该类产品最基本的功能？ 20 提供了更多的附加功能？ 10,干扰 对原有系统工作效率的影响？ 50 对原有系统稳定性、可靠性的影响？50,7.7指标量化体系,控制 系统UI的丰富、高效和易用程度怎样？60 控制作用所能处于的中间状