एंबेडेड सिस्टम डिज़ाइन प्रक्रिया

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सिमुलेशन सॉफ्टवेयर

सिमुलेशन एक वास्तविक प्रणाली के मॉडल को डिजाइन करने और सिस्टम के व्यवहार को समझने के लिए या तो सिस्टम के व्यवहार को समझने या विभिन्न चरणों का मूल्यांकन करने के लिए एक मॉडल के साथ प्रयोगों का संचालन करने की प्रक्रिया है।

किसी चीज़ को अनुकरण करने की क्रिया के लिए पहले एक मॉडल को विकसित करने की आवश्यकता होती है, यह मॉडल चयनित भौतिक प्रणाली के व्यवहार / कार्यों का प्रतिनिधित्व करता है।




सिमुलेशन का उपयोग कई संदर्भों में किया जाता है, उदाहरण के लिए, प्रदर्शन अनुकूलन, परीक्षण, प्रशिक्षण और शिक्षा के लिए प्रौद्योगिकी का अनुकरण। और अक्सर, सिमुलेशन मॉडल का अध्ययन करने के लिए कंप्यूटर प्रयोगों का उपयोग किया जाता है। सिमुलेशन प्रक्रिया का उपयोग सर्किट के परीक्षण के लिए किया जाता है जो स्थायी रूप से डिज़ाइन किया जाता है क्योंकि सर्किट ठीक से काम नहीं कर रहा है जब हार्डवेयर बदलना बहुत मुश्किल है।

सिमुलेशन एक सर्किट में इनपुट लागू करके और उसके व्यवहार को देखने या देखने के द्वारा डिजाइन का परीक्षण करने की एक प्रक्रिया है। सिमुलेशन का आउटपुट तरंगों का एक सेट है जो दिखाता है कि इनपुट के दिए गए अनुक्रम में एक सर्किट कैसे व्यवहार करता है।



आमतौर पर, सिमुलेशन दो प्रकार के होते हैं: कार्यात्मक सिमुलेशन और टाइमिंग सिमुलेशन। कार्यात्मक सिमुलेशन सर्किट में दोषों को समझाए बिना सर्किट के तार्किक संचालन का परीक्षण करता है। कार्यात्मक सिमुलेशन डिजाइन सर्किट के प्रमुख प्रभाव की जांच के लिए त्वरित और सहायक है।

कार्यात्मक सिमुलेशन की तुलना में समय सिमुलेशन अधिक समझदार है। इस सिमुलेशन प्रक्रिया में, तर्क घटकों और तारों इनपुट पर प्रतिक्रिया करने के लिए एक कदम पीछे ले जाते हैं। और सर्किट के तार्किक संचालन का परीक्षण करने के लिए, यह सर्किट में संकेतों के समय को इंगित करता है और प्रदर्शन करने में अधिक समय लगता है।


सर्किट का परीक्षण करने के लिए कई सिमुलेशन तकनीक हैं, इस लेख में हम PROTEUS का उपयोग करके एक सिमुलेशन के बारे में देखने जा रहे हैं।

PROTEUS सबसे प्रसिद्ध पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर में से एक है। यह एक पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक्स डिजाइन प्रणाली बनाने के लिए सिमुलेशन और मूल स्पाइस सिमुलेशन क्षमता के साथ एकीकृत है। यह अन्य एम्बेडेड डिजाइन प्रक्रिया के साथ तुलना में विकास के समय को कम करता है। आइए अनुकरण के लिए PROTEUS सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके एक उदाहरण देखें।

निम्नलिखित चरण सिमुलेशन प्रक्रिया में शामिल हैं जो PROTEUS का उपयोग कर रहे हैं:

चरण 1: चरण 1 में, डिवाइस का नाम टाइप करके डिस्प्ले बार से डिवाइस का चयन करें (उदा: लॉजिक गेट्स, स्विच और बेसिक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस)।

चरण 1

चरण 2: घटकों को रखने।

चरण 2

चरण 3: जगह<>ड्राइंग क्षेत्र पर और रोकनेवाला पर राइट-क्लिक करें और चुनें<>

चरण 3

चरण 4: घटक संदर्भ: यह स्वचालित रूप से असाइन किया गया है

घटक मूल्य: संपादन योग्य

चरण 4

चरण 5: स्रोत चयन

चरण - 5

चरण 6: ड्राइंग क्षेत्र में वोल्टेज स्रोत (VSOURCE) रखें। इसके बाद VSOURCE पर राइट क्लिक करें, सेलेक्ट करें<>तब फिर<>

चरण - 6

चरण 7: तार कनेक्शन, वायर ऑटो-राउटर पर क्लिक करें और टोपोलॉजी द्वारा आवश्यक के रूप में घटक टर्मिनल को कनेक्ट करें।

चरण - 7

चरण 8: टर्मिनल / ग्राउंड जोड़ना: क्लिक करें<>, चुनते हैं<>और जगह<>ड्राइंग क्षेत्र में।

चरण - 8

चरण 9: सर्किट में आउटपुट किसी भी तत्व का वोल्टेज / करंट हो सकता है। ज्यादातर वोल्टेज / वर्तमान जांच में माप। वर्तमान जांच क्षैतिज तार पर होनी चाहिए।

चरण - 9

दो प्रकार के सिमुलेशन हैं: इंटरएक्टिव सिमुलेशन - ज्यादातर डिजिटल सिग्नल के लिए उपयोग किया जाता है। ग्राफ-आधारित सिमुलेशन - ज्यादातर एनालॉग सिग्नल के लिए उपयोग किया जाता है।

चरण 10: पर क्लिक करें<>, चुनते हैं<>फिर ड्रॉइंग एरिया पर ग्राफ विंडो लगाएं<>।

चरण - १०

चरण 11 :

<>शुरू / बंद समय

<>

  • पहले से ही रखा गया जांच तरंग चुना जाता है
  • विभिन्न<>y- अक्ष पैमाने का चयन किया जा सकता है

फिर शुरू करें<>

चरण - ११

वोल्टेज जांच नोड वोल्टेज को मापता है जहां इसे रखा गया है। एक तत्व वोल्टेज खोजने के लिए, तत्व के टर्मिनल नोड-वोल्टेज को बाधित किया जाना चाहिए। यह ऑपरेशन किया जा सकता था।

अनुकरण का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व:

सिमुलेशनउपरोक्त योजनाबद्ध ब्लॉक आरेख को वास्तविक दुनिया और सिमुलेशन अध्ययन नामक दो भागों में वर्गीकृत किया गया है। अध्ययन और सिस्टम परिवर्तन के तहत प्रणाली वास्तविक दुनिया के अंतर्गत आती है और सिस्टम अध्ययन का मतलब है कि सिस्टम सर्किट में इनपुट लागू करके और उसके प्रदर्शन का अवलोकन करके नकली हार्डवेयर के डिजाइन का परीक्षण कर रहा है। दूसरी ओर, सिमुलेशन मॉडल मॉडलिंग के लिए सिम्युलेटेड प्रयोग के लिए रखा गया है और सिमुलेशन मॉडल के प्रयोग के बाद, यह संपूर्ण ऑपरेशन का विश्लेषण करता है।

सिमुलेशन के लाभ:

  1. यह हार्डवेयर को लागू करने से पहले हमारे कोड और सर्किट का उचित विचार और कार्यान्वयन करता है।
  2. सिस्टम मॉडल का कॉन्फ़िगरेशन इतना सरल है।
  3. सिमुलेशन की प्रक्रिया को संभालना सुरक्षित है।
  4. सिमुलेशन प्रक्रिया का उपयोग ज्यादातर सिस्टम के प्रदर्शन के बारे में जानने के लिए किया जाता है
  5. सिस्टम के निर्माण में जाने के बिना हम सिस्टम के व्यवहार का अध्ययन करने में सक्षम हो सकते हैं।
  6. नए हार्डवेयर डिवाइस मॉडलिंग, लेआउट और सिस्टम के अन्य क्षेत्रों में उनकी प्राप्ति के लिए संसाधन किए बिना परीक्षण संचालन कर सकते हैं।
  7. यह हार्डवेयर बनाने और हार्डवेयर पर सीधे अपनी त्रुटियों के परीक्षण के समय को कम करता है। आप प्रोटीन पर अपने सर्किट और कोड दोनों का विश्लेषण कर सकते हैं और इसे हार्डवेयर पर लागू करने से पहले आने वाली त्रुटियों का पता लगा सकते हैं।

अनुकरण के नुकसान:

  1. यह प्रक्रिया डीबग करना कठिन है।
  2. यह प्रक्रिया काफी लागत प्रभावी है।
  3. हम एक सटीक संख्या प्रस्तुत नहीं कर सकते हैं।

एंबेडेड कोडिंग सॉफ्टवेयर

KEIL सॉफ्टवेयर:

इस सॉफ्टवेयर एक एकीकृत विकास पर्यावरण है जो आपको एम्बेडेड प्रोग्राम लिखने, संकलन और डीबग करने में मदद करता है। केइल सॉफ्टवेयर का उपयोग असेंबली लेवल की भाषा लिखने के लिए किया जाता है। हम उन्हें अपनी वेबसाइट से डाउनलोड कर सकते हैं। हालांकि, इन शेयरवेयर संस्करणों के लिए कोड का आकार सीमित है और हमें यह विचार करना होगा कि कौन सा कोडांतरक हमारे आवेदन के लिए उपयुक्त है।

यह निम्नलिखित घटकों को इनकैप्सुलेट करता है:

  • एक प्रोजेक्ट मैनेजर
  • एक सुविधा बनाओ
  • उपकरण विन्यास
  • संपादक
  • एक शक्तिशाली डिबगर
  • UVision2 में एक एप्लिकेशन को बनाने (संकलन करने, इकट्ठा करने और लिंक करने) के लिए, आपको यह करना होगा:
  • प्रोजेक्ट-ओपन प्रोजेक्ट चुनें (उदाहरण के लिए, C166 EXAMPLES HELLO HELLO.UV2 )
  • प्रोजेक्ट का चयन करें - सभी लक्ष्य फ़ाइलों का निर्माण करें या लक्ष्य बनाएं। UVision2 आपके प्रोजेक्ट में फ़ाइलों को संकलित करता है, असेंबल करता है और लिंक करता है।
  • अपना आवेदन बनाना:
  • एक नया प्रोजेक्ट बनाने के लिए, आपको चाहिए:
  • प्रोजेक्ट का चयन करें - नया प्रोजेक्ट।
  • एक निर्देशिका का चयन करें और परियोजना फ़ाइल का नाम दर्ज करें।
  • प्रोजेक्ट का चयन करें - डिवाइस का चयन करें और डिवाइस से एक 8051, 251, या C16x / ST10 डिवाइस का चयन करें
  • डेटाबेस
  • प्रोजेक्ट में जोड़ने के लिए स्रोत फ़ाइलें बनाएँ।
  • प्रोजेक्ट का चयन करें - लक्ष्य, समूह और फ़ाइलें। / फ़ाइलें जोड़ें, स्रोत Group1 का चयन करें, और परियोजना के लिए स्रोत फ़ाइलें जोड़ें।
  • प्रोजेक्ट - विकल्प चुनें और टूल विकल्प सेट करें। नोट जब आप डिवाइस डेटाबेस से लक्ष्य डिवाइस का चयन करते हैं तो सभी विशेष विकल्प स्वचालित रूप से सेट हो जाते हैं। आपको केवल अपने लक्ष्य हार्डवेयर के मेमोरी मैप को कॉन्फ़िगर करना होगा। डिफ़ॉल्ट मेमोरी मॉडल सेटिंग्स अधिकांश के लिए इष्टतम हैं।

अनुप्रयोग:

  • प्रोजेक्ट का चयन करें - सभी लक्ष्य फ़ाइलों का निर्माण करें या लक्ष्य बनाएं।

एक आवेदन डिबगिंग:

बनाए गए एप्लिकेशन को डीबग करने के लिए, आपको निम्न करना होगा:

  • डीबग का चयन करें - डीबग सत्र प्रारंभ / बंद करें।
  • अपने प्रोग्राम के माध्यम से सिंगल-स्टेप के लिए स्टेप टूलबार बटन का उपयोग करें। आप मुख्य C फ़ंक्शन को निष्पादित करने के लिए आउटपुट विंडो में मुख्य जी दर्ज कर सकते हैं।
  • टूलबार पर सीरियल # 1 बटन का उपयोग करके सीरियल विंडो खोलें।
  • स्टेप, गो और ब्रेक जैसे मानक विकल्पों का उपयोग करके अपने प्रोग्राम को डिबग करें, और इसी तरह।

उन्नयन सॉफ्टवेयर की सीमाएं:

निम्न सीमाएँ C51, C251, या C166 टूलचिन्स के मूल्यांकन संस्करणों पर लागू होती हैं। C51 मूल्यांकन सॉफ्टवेयर सीमाएँ:

  • संकलक, कोडांतरक, लिंकर और डीबगर ऑब्जेक्ट कोड के 2 Kbytes तक सीमित हैं, लेकिन स्रोत कोड किसी भी आकार का हो सकता है। ऑब्जेक्ट कोड के 2 से अधिक कबीट उत्पन्न करने वाले प्रोग्राम, उत्पन्न किए गए स्टार्टअप कोड को संकलित, इकट्ठा या लिंक नहीं करेंगे, जिसमें LJMP शामिल हैं और फिलिप्स 750 / 751-752 जैसे 2 से कम प्रोग्राम प्रोग्राम स्पेस का समर्थन करने वाले एकल-चिप उपकरणों में उपयोग नहीं किया जा सकता है।
  • डीबगर 2 Kbytes और छोटी फ़ाइलों का समर्थन करता है।
  • कार्यक्रम 0x0800 ऑफसेट पर शुरू होते हैं और इसमें प्रोग्राम नहीं किए जा सकते एकल-चिप डिवाइस
  • कई DPTR रजिस्टरों के लिए कोई हार्डवेयर समर्थन उपलब्ध नहीं है।
  • उपयोगकर्ता पुस्तकालयों या फ्लोटिंग-पॉइंट अंकगणित के लिए कोई समर्थन उपलब्ध नहीं है।

ऊंचाई सॉफ्टवेयर:

  • कोड-बैंकिंग लिंकर / लोकेटर
  • पुस्तकालय प्रबंधक।
  • RTX-51 टिनी रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम

परिधीय सिमुलेशन:

केइल डीबगर अधिकांश एम्बेडेड उपकरणों के सीपीयू और ऑन-चिप बाह्य उपकरणों के लिए पूर्ण सिमुलेशन प्रदान करता है। यू विज़न 2 में डिवाइस के कौन से बाह्य उपकरणों का समर्थन किया जाता है, यह जानने के लिए। सहायता मेनू से नकली परिधीय आइटम का चयन करें। आप वेब-आधारित डिवाइस डेटाबेस का उपयोग भी कर सकते हैं। हम लगातार नए उपकरणों और चिप चिप बाह्य उपकरणों के लिए सिमुलेशन समर्थन जोड़ रहे हैं ताकि डिवाइस डेटाबेस को अक्सर जांचें।