嵌入式计算系统设计：功能与非功能需求解析

"该资源是一份关于嵌入式计算系统设计的课程课件，主要讨论了功能需求与非功能需求在系统设计中的重要性。内容涵盖了嵌入式系统的定义、历史发展、应用实例以及微处理器的种类。" 在设计一个嵌入式计算系统时，理解和区分功能需求与非功能需求是至关重要的。功能需求定义了系统必须执行的具体任务，即在给定输入的情况下，系统应如何产生预期的输出。这是系统的核心部分，决定了它的基本工作原理和功能特性。例如，如果设计一个移动电话，功能需求可能包括拨打电话、发送短信、连接互联网等功能。 非功能需求则关注系统运行的其他方面，这些方面虽然不直接影响系统的基本功能，但却极大地影响着系统的质量和用户体验。在嵌入式系统中，非功能需求通常包括性能、体积、重量、功耗、可靠性和成本等。性能涉及到系统处理速度、响应时间和吞吐量；体积和重量可能影响设备的便携性和安装空间；功耗关系到电池寿命和设备的能源效率；可靠性确保系统能在各种条件下稳定运行，避免故障；而成本则是决定项目可行性和市场竞争力的关键因素。 嵌入式计算系统广泛应用于各种设备中，如移动电话、打印机、汽车控制、飞机系统、数字电视和家用电器。它们的历史可以追溯到20世纪50年代，随着微处理器的发展，嵌入式系统逐渐演变为现代生活中不可或缺的部分。从最初的飞行模拟器控制到汽车发动机管理系统，嵌入式计算机的使用不断扩展，通过微控制器、数字信号处理器（DSP）等不同类型的处理器，实现了更复杂的功能和更高的性能优化。 微处理器的种类多样，包括具有集成I/O设备和存储器的微控制器，以及专为数字信号处理优化的DSP。处理器的字长也各不相同，从8位到64位，不同的字长决定了其处理能力和效率。例如，32位RISC CPU可能被用于高级功能，如自动对焦和眨眼控制，而在简单的控制任务中，如微波炉面板，可能只需要基础的微处理器。 嵌入式计算系统设计需要综合考虑功能需求和非功能需求，结合应用的具体场景和设备的特殊要求，进行软硬件的裁剪和优化，以实现最佳的设计解决方案。这门课程的课件提供了深入理解这一过程的基础知识，对于学习和开发嵌入式系统的人来说是一份宝贵的资料。