BÀI GIẢNG MƠN HỌC HỆ NHÚNG Chương 2: Quy trình phát triển hệ thống nhúng 2.1 Tìm hiểu phân tích yêu cầu 2.2 Thiết kế hệ thống nhúng 2.3 Thực thi hệ thống nhúng 2.4 Kiểm thử hệ thống nhúng 2.5 Triển khai bảo trì hệ thống nhúng • Điều xảy khơng có qui trình phát triển hệ thống qui trình khơng tốt? Qui trình phát triển hệ thống nhúng 2.1 Tìm hiểu phân tích u cầu • Giống q trình tìm hiểu phân tích u cầu phần mềm • Tuy nhiên, hệ nhúng thường trọng nhiều đến performance • Tốc độ CPU • Bộ nhớ hỗ trợ • Realtime? 2.1 Tìm hiểu phân tích u cầu • Đầu vào • Yêu cầu người sử dụng (khách hàng) • Theo cách nhìn người sử dụng • Chưa rõ ràng, chi tiết (đôi mập mờ) • Đầu • Bản đặc tả yêu cầu người dùng • u cầu hệ thống góc nhìn người thiết kế, phát triển hệ thống • Chi tiết, rõ ràng tất yêu cầu người sử dụng 2.2 Thiết kế hệ thống nhúng • Mơ hình vịng đời thiết kế phát triển hệ thống nhúng • Q trình tạo thiết kế hệ thống nhúng Mơ hình vịng đời thiết kế phát triển Mơ hình vịng đời thiết kế phát triển • Nhận xét • Q trình thiết kế phát triển hệ thống gồm giai đoạn: Tạo thiết kế, thực thi hệ thống, kiểm thử hệ thống, bảo trì hệ thống • Giai đoạn tạo thiết kế giai đoạn quan trọng định đến thành cơng dự án Q trình tạo thiết kế hệ nhúng • Q trình thiết kế cần trải qua giai đoạn sau đây: • Giai đoạn 1: Nắm vững kiến thức tảng • Giai đoạn 2: Hiểu vòng đời thương mại sản phẩm (architecture business cycle - ABC) • Giai đoạn 3: Xây dựng thiết kế tổng quan • Giai đoạn 4: Thiết kế chi tiết • Giai đoạn 5: Tài liệu hóa thiết kế • Giai đoạn 6: Phân tích đánh giá thiết kế Giai đoạn 1: Nắm vững kiến thức tảng • Cần nắm vững kiến thức tảng phần cứng lẫn phần mềm • Hiểu tổng quan tồn hệ thống tham gia Mơ hình cấu trúc “4+1” • Cấu trúc 1: logical structure cấu trúc module hệ thống (sơ đồ khối) đưa thành phần phần cứng phần mềm, mối quan hệ thành phần • Cấu trúc 2: process structure hệ thống có hệ điều hành, cấu trúc process giải yêu cầu phi chức performance, system integrity, resource availability… Mơ hình cấu trúc “4+1” • Cấu trúc 3: development structure đưa môi trường phát triển hệ thống: IDE, debugger, ngôn ngữ lập trình… Cấu trúc đưa cách mapping hệ thống phần cứng phần mềm vào môi trường phát triển • Cấu trúc 4: deployment/physical structure đưa cách đồng hệ thống phần mềm với hệ thống phần cứng Giai đoạn 5: Tài liệu hóa thiết kế • Các chuẩn để viết tài liệu thiết kế đa dạng tùy thuộc vào ngành công nghiệp, cơng ty hay nhóm phát triển… • Thơng thường q trình tài liệu hóa thường có bước • Bước 1: Viết overview hệ thống, gồm có cấu trúc nào, mối quan hệ cấu trúc • Bước 2: Viết chi tiết cho cấu trúc cụ thể • Khơng có template chuẩn để viết tài liệu cho hệ thống embedded, nhiên dùng ngơn ngữ mơ hình hóa thơng dụng • UML • ADD •… Giai đoạn 5: Tài liệu hóa thiết kế • Ví dụ UML Giai đoạn 6: Phân tích đánh giá thiết kế • Thông thường thiết kế cần đánh giá nhóm • Trong nhóm đánh giá cần có người khơng thuộc nhóm thiết kế, phát triển để đảm bảo tính khách quan tránh bị tư theo lối mịn •… 2.3 Thực thi hệ thống nhúng • Quá trình thực thi hệ thống nhúng thường trải qua giai đoạn sau Giai đoạn 1: Cài đặt môi trường phát triển Giai đoạn 2: Thiết kế mạch phần cứng Giai đoạn 3: Porting hệ điều hành, viết firmware Giai đoạn 4: Viết phần mềm điều khiển, giao tiếp PC Giai đoạn 1: Cài đặt môi trường phát triển • Cài đặt IDE • Cài đặt SDK • Compiler, cross compiler • Thiết lập kết nối host-target •… Giai đoạn 2: Thiết kế mạch phần cứng • Thiết kế sơ đồ nguyên lý • Thiết kế sơ đồ mạch in • Đặt mạch, hàn thiết bị lên mạch Giai đoạn 3: Porting hệ điều hành, viết firmware • Đối với hệ nhúng có hệ điều hành • Porting hệ điều hành • Cài đặt driver cần thiết • Đối với hệ khơng có hệ điều hành • Viết firmware • Giao tiếp với ngoại vi • Giao tiếp với máy tính Giai đoạn 4: Viết phần mềm điều khiển giao tiếp PC • Phần mềm PC đóng vai trị điều khiển, cập nhật liệu cho board mạch cứng • Ngay với hệ nhúng hoạt động độc lập, thường cần viết phần mềm PC để giao tiếp với board mạch cứng • Test chức mạch • Giả lập môi trường thực tế •… 2.4 Kiểm thử hệ thống nhúng • Về giống qui trình kiểm thử phần mềm • Gồm bước sau • Lập test plan • Viết test case • Tiến hành test, phản hồi tới đội phát triển • Các mức kiểm thử • • • • • Unit test Integration test System test Acceptance test Regression test 2.4 Kiểm thử hệ thống nhúng • Ở xin đưa số lưu ý trình tự kiểm thử thơng dụng 1) Sau thiết kế xong mạch phần cứng, kiểm tra thông mạch  đảm bảo mạch phần cứng khơng có vấn đề bị đứt dây ngầm, chập điểm… 2) Kiểm tra module nguồn  Đảm bảo module nguồn cấp mong muốn, khơng bị q dịng, q áp… 3) Kiểm tra IC (IC nạp firmware) 2.4 Kiểm thử hệ thống nhúng 3) Kiểm tra IC • Kiểm tra nguồn cấp đến chân nguồn, chân GND IC • Nạp thử chương trình để kiểm tra mạch nạp có nhận IC 4) Kiểm tra ngoại vi 5) Kiểm tra firmware phần mềm PC 2.5 Triển khai bảo trì hệ thống nhúng • Qui trình triển khai bảo trì bao gồm bước sau • Lập kế hoạch triển khai • Cung cấp tài liệu hướng dẫn vận hành, sử dụng, tổ chức đào tạo vận hành hệ thống • Ghi nhận lỗi phát sinh • Tiến hành sửa chữa đảm bảo hệ thống vận hành theo yêu cầu thực tế Bài tập thảo luận • Phân nhóm thực hai cơng đoạn quy trình phát triển hệ nhúng: bắt yêu cầu thiết kế tổng quan 46 ... cầu hệ thống góc nhìn người thiết kế, phát triển hệ thống • Chi tiết, rõ ràng tất yêu cầu người sử dụng 2. 2 Thiết kế hệ thống nhúng • Mơ hình vịng đời thiết kế phát triển hệ thống nhúng • Q trình. .. có qui trình phát triển hệ thống qui trình khơng tốt? Qui trình phát triển hệ thống nhúng 2. 1 Tìm hiểu phân tích u cầu • Giống q trình tìm hiểu phân tích u cầu phần mềm • Tuy nhiên, hệ nhúng thường... thiết kế hệ thống nhúng Mơ hình vịng đời thiết kế phát triển Mơ hình vịng đời thiết kế phát triển • Nhận xét • Quá trình thiết kế phát triển hệ thống gồm giai đoạn: Tạo thiết kế, thực thi hệ thống,