嵌入式控制系统设计的建模方法与性能评估

"这篇文档是关于单片机类毕业论文设计的英文翻译，涉及嵌入式控制系统（ECS）的性能评估方法。" 在本文中，作者Klemen Perko、Remy Kocik、Redha Hamouche和Andrej Trost提出了一种基于建模的方法论，用于评估实时嵌入式控制系统的性能。他们并没有开发全新的ECS设计方法，而是通过与嵌入式系统设计其他领域的已有方法论相结合，来提升现有方法。他们构建了一个控制调度工具与硬件/软件（HW/SW）协同设计工具之间的转换桥梁。这个桥梁的定义允许模型的自动转换，从而使得我们可以更准确地模拟时序行为，不仅考虑实时软件的影响，还考虑了硬件架构对控制性能的影响。 作者通过对比不同的模型评估结果与实际实施测量数据的示例，清晰地展示了这种方法的优势。文章的关键字包括：建模、模型转换、嵌入式控制系统设计以及实时系统。 这篇论文的核心知识点包括： 1. 嵌入式控制系统（ECS）设计：ECS是集成微处理器、存储器和外设的单片机，广泛应用于各种实时控制任务。本文关注的是如何有效地设计和评估ECS的性能。 2. 基于建模的方法论：这种方法利用数学模型来描述和预测系统的动态行为，有助于在设计阶段就识别潜在问题并优化性能。 3. 控制调度：这是决定任务执行顺序和时间分配的过程，对于确保实时系统的性能至关重要。文中提出的转换桥梁使得控制调度可以与硬件/软件协同设计结合。 4. 硬件/软件协同设计（HW/SW co-design）：这是一种综合考虑硬件和软件设计的策略，以达到最佳系统性能。通过模型转换，可以更好地理解和分析硬件和软件之间的交互。 5. 模型转换：这是将模型从一个表示形式转换到另一个的过程，以适应不同的设计工具或分析需求。在本文中，它促进了控制调度与HW/SW协同设计之间的通信。 6. 实时系统：这类系统有严格的截止期限，必须在规定的时间内完成任务。评估其性能时，不仅要看软件，还要考虑硬件的影响。 7. 性能评估：通过模型转换和实际测量的比较，作者证明了他们的方法能够提供更准确的性能预测，这对于优化ECS设计和提高可靠性具有重要意义。 这篇论文提供了改进嵌入式控制系统设计和性能评估的新途径，对于从事单片机设计和实时系统开发的研究者和工程师具有重要的参考价值。