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एंबेडेड फ़र्मवेयर डिज़ाइन

सिस्टम परीक्षण आयोजित करने से यह गारंटी मिलती है कि उत्पाद निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करता है या उससे अधिक है

सिस्टम परीक्षणों सहित एंबेडेड फ़र्मवेयर डिज़ाइन यह सुनिश्चित करता है कि उत्पाद निर्दिष्ट आवश्यकताओं से अधिक है

फ़र्मवेयर डिज़ाइन करने में हम पाँच-चरणीय प्रक्रिया का पालन करते हैं

हाल के वर्षों में, हमने सॉफ्टवेयर विकास टीमों को परामर्श देने और प्रशिक्षण देने में काफी समय बिताया है। हमने सफल और स्थायी उत्पादों और उत्पाद श्रृंखलाओं के लिए फर्मवेयर विकसित करने में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है।

एक मजबूत फ़र्मवेयर आर्किटेक्चर के निर्माण में महारत हासिल करना और पुराने सॉफ़्टवेयर को एक साथ री-आर्किटेक्ट करना एक चुनौतीपूर्ण और समय लेने वाली प्रक्रिया हो सकती है।

हालाँकि, हमने इस यात्रा को पाँच अलग-अलग चरणों में सुव्यवस्थित किया है, जो हमारी टीम को सही शुरुआत के लिए मार्गदर्शन करने के लिए एक आधार के रूप में काम कर रहा है।

चरण 1: आवश्यक विशिष्टताएँ निर्धारित करें।

किसी एम्बेडेड सिस्टम या उसके फ़र्मवेयर का वास्तुशिल्प डिज़ाइन शुरू करने से पहले स्पष्ट आवश्यकताएँ महत्वपूर्ण हैं। सटीक रूप से परिभाषित आवश्यकताएं किसी उत्पाद की आवश्यक विशेषताओं और गुणों को रेखांकित करती हैं।

उत्पाद उपयोगकर्ता को क्या प्रदान करता है? यह ध्यान रखना आवश्यक है कि एक अच्छी तरह से तैयार की गई आवश्यकता व्यापक संदर्भ में किसी विशेष सुविधा को पूरा करने के लिए 'कैसे' पर विवरण से बचते हुए 'क्या' पर ध्यान केंद्रित करती है।

प्रत्येक आवश्यकता विवरण में स्पष्टता और परीक्षण योग्यता होनी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह आसानी से समझा जा सके और सत्यापन योग्य हो। एक स्पष्ट कथन संक्षिप्त और सीधा होता है, जिसके लिए किसी और स्पष्टीकरण की आवश्यकता नहीं होती है।

मुख्य तत्व परीक्षण योग्यता है। एक अच्छी तरह से लिखी गई आवश्यकता यह सत्यापित करने के लिए परीक्षणों के संग्रह के आसान निर्माण की अनुमति देती है कि आवश्यकता पूरी हो गई है।

आवश्यकताओं के एक पूरे सेट में लिखित कथन शामिल होते हैं जो मुख्य वाक्यांश "[उत्पाद] को चाहिए ..." से शुरू होते हैं।

ये कथन कार्यान्वयन विवरण निर्दिष्ट करने से बचते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि वे स्पष्ट, स्पष्ट और परीक्षण योग्य बने रहें। परिणामस्वरूप, एक मजबूत वास्तुकला उन आवश्यकताओं पर निर्भर करती है जो अच्छी तरह से परिभाषित हैं।

चरण 2: वास्तुकला और डिज़ाइन के बीच अंतर करें

समय के साथ, हमने देखा है कि कई इंजीनियर और उनके प्रबंधक फ़र्मवेयर इंजीनियरिंग के विभिन्न घटकों या स्तरों के बीच अंतर करने के लिए संघर्ष करते हैं।

सिस्टम का आर्किटेक्चर उत्पाद की कार्यक्षमता की सबसे ऊपरी परत है। यह परत लंबे समय तक चलने वाली विशेषताओं को परिभाषित करती है, जिससे इसे बदलना मुश्किल हो जाता है। परिणामस्वरूप, उत्पाद के लक्षित और अनुमोदित उद्देश्यों का पूरी तरह से आकलन करना महत्वपूर्ण है।

सिस्टम का डिज़ाइन कार्यान्वयन की मध्यवर्ती परत के रूप में कार्य करता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि आर्किटेक्चर में फ़ंक्शन या वेरिएबल नामों की विशिष्टताएं शामिल नहीं हैं। ये विवरण फ़र्मवेयर डिज़ाइन दस्तावेज़ में दर्ज़ हैं।

इन विवरणों के उदाहरणों में निर्दिष्ट सबसिस्टम या डिवाइस ड्राइवरों में कार्य के नाम और संबंधित जिम्मेदारियां, चयनित आरटीओएस ब्रांड (यदि लागू हो), और सबसिस्टम के बीच इंटरफ़ेस विनिर्देश शामिल हैं।

कार्यान्वयन प्रक्रिया का सबसे विस्तृत चरण है। डिज़ाइन चरण के दौरान स्थापित स्पष्ट इंटरफ़ेस इंजीनियरों को व्यक्तिगत घटक भागों को समवर्ती रूप से निष्पादित करने की अनुमति देता है।

विभिन्न उद्योगों में इन चुनौतियों का महत्व अलग-अलग हो सकता है, लेकिन उनमें लगातार तीन महत्वपूर्ण बाधाएँ शामिल होती हैं जिन पर सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है: सख्त समय सीमा को पूरा करना, संपूर्ण परीक्षण करना और विविधता को प्रभावी ढंग से प्रबंधित करना। इन चिंताओं को दूर करना अंतिम तीन चरणों का प्रतिनिधित्व करता है।

चरण 3: समय प्रबंधन

उत्पाद विनिर्देशों में समय-सीमाएँ शामिल होंगी. आमतौर पर, उत्पादों में गैर-वास्तविक-समय, नरम-वास्तविक-समय और कठिन-वास्तविक-समय आवश्यकताओं का मिश्रण होता है।

नरम समय सीमा स्थापित करना अक्सर चुनौतीपूर्ण हो सकता है। एक बार समय सीमा निर्धारित हो जाने के बाद, पहला कदम यथासंभव समयबद्धता आवश्यकताओं को सॉफ़्टवेयर से हार्डवेयर में परिवर्तित करना है।

वास्तविक समय की कार्यक्षमता और बाकी सॉफ़्टवेयर के बीच स्पष्ट अंतर बनाए रखना दो कारणों से बहुत महत्वपूर्ण है। सबसे पहले, यह गैर-वास्तविक समय सॉफ़्टवेयर के डिज़ाइन और कार्यान्वयन को सरल बनाता है।

मुख्य सॉफ़्टवेयर निकाय से समयबद्धता आवश्यकताओं को अलग करने से कम अनुभवी कार्यान्वयनकर्ताओं को लेखक कोड की अनुमति मिलती है जो उपयोगकर्ता सुरक्षा को खतरे में नहीं डालेगी।

वास्तविक समय की कार्यक्षमता का संयोजन समय सीमा को पूरा करने के लिए आवश्यक विश्लेषण को भी सरल बनाता है।

चरण 4: परीक्षण-उन्मुख डिज़ाइन

प्रत्येक एंबेडेड सिस्टम के लिए परीक्षण महत्वपूर्ण है। कई स्तरों पर परीक्षण करना अनिवार्य और अत्यधिक महत्वपूर्ण है। मुख्य परीक्षण स्तरों में शामिल हैं:

1. सिस्टम परीक्षण यह सत्यापित करते हैं कि उत्पाद निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करता है या उससे अधिक है। आमतौर पर, परीक्षणों को इंजीनियरिंग विभाग के बाहर विकसित किया जाना चाहिए, लेकिन इन्हें इंजीनियरों द्वारा बनाए गए परीक्षण हार्नेस में भी एकीकृत किया जा सकता है।

2. एकीकरण परीक्षण सत्यापित करते हैं कि वास्तुशिल्प आरेखों में परिभाषित उपप्रणालियों का एक निर्दिष्ट समूह, सार्थक परिणाम उत्पन्न करने के लिए सटीक रूप से बातचीत करता है। एकीकरण परीक्षण विकसित करने के लिए सबसे प्रभावी दृष्टिकोण आमतौर पर एक परीक्षण टीम या एक सॉफ्टवेयर इंजीनियरिंग विशेषज्ञ के नेतृत्व में होता है।

3. यूनिट परीक्षण यह पुष्टि करते हैं कि मध्यवर्ती डिज़ाइन में निर्दिष्ट निर्दिष्ट सॉफ़्टवेयर घटक डेवलपर के इरादे के अनुसार काम कर रहे हैं।

यूनिट परीक्षण सार्वजनिक एपीआई (एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफ़ेस) का मूल्यांकन करते हैं जो घटक अन्य तत्वों को प्रस्तुत करता है। डेवलपर्स को अपनी प्रभावशीलता को अधिकतम करने के लिए आदर्श रूप से अपने स्वयं के कोड के लिए यूनिट परीक्षण बनाना चाहिए।

इन तीनों में से, सिस्टम परीक्षण आम तौर पर विकसित करने में सबसे सरल होते हैं। एक इंजीनियरिंग या फ़ैक्टरी स्वीकृति परीक्षण के लिए एक परीक्षण हार्नेस बनाने की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन यह आमतौर पर एकीकरण और इकाई परीक्षणों की तुलना में कम जटिल है, जो डिवाइस के आंतरिक संचालन की गहरी समझ की मांग करता है।

एकीकरण और इकाई परीक्षणों के विकास, उपयोग और रखरखाव को सरल बनाने के लिए, सॉफ्टवेयर परीक्षण ढांचे के अनुरूप फर्मवेयर की संरचना करना फायदेमंद है। इष्टतम रणनीति सभी सॉफ़्टवेयर तत्वों के बीच संचार को उन स्तरों पर डिज़ाइन करना है जिनका परीक्षण किया जाना है।

चरण 5: बदलाव के लिए तैयारी करें

फ़र्मवेयर आर्किटेक्चर चरण के दौरान, सुविधा विविधता और उत्पाद अनुकूलन को संभालने को प्राथमिकता देना महत्वपूर्ण है। संभावित परिवर्तनों की तैयारी के लिए, आपके विशिष्ट उत्पाद में होने वाले परिवर्तनों के प्रकारों को समझना आवश्यक है।

फ़र्मवेयर को इस तरह से संरचित करें जिससे इन परिवर्तनों को लागू करना आसान हो जाए। उपयुक्त सॉफ़्टवेयर आर्किटेक्चर के साथ, एकल सॉफ़्टवेयर बिल्ड के माध्यम से फ़ीचर विविधता को संभालना प्राप्त किया जा सकता है जो फ़र्मवेयर के भीतर संकलन-समय और/या रन-टाइम व्यवहार स्विच का उपयोग करता है।

इसी तरह, एक मजबूत आर्किटेक्चर उत्पाद की कार्यक्षमता से समझौता किए बिना नई सुविधाओं के एकीकरण को सुचारू रूप से सुविधाजनक बनाता है।


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