嵌入式控制系統設計/設計標準
本章解釋了系統級設計的方法。因此，有必要介紹一些系統標準；這些標準不同於技術設計標準，因為它們不會反映在最終設計中。本章討論的四個系統標準是最佳化、設計空間、魯棒性和人力資源。本章最後討論了針對ECS的特定技術設計標準列表。
設計團隊的輸入是需求。這些不是預先確定的，而是在設計過程中會發生變化。大多數需求規定了最小值或最大值，而不是固定值（例如，重量必須低於 1 公斤，成本必須低於 5 歐元，…）。因此，需求可以被認為是設計空間的邊界。
在這個設計空間內，存在所有可行的解決方案。在所有這些可行方案中，設計師最感興趣的是最優的方案。因此，需要最佳化。一些常用的方法是
設計最佳化很複雜，因為
- 技術設計標準的耦合性：一個標準的變化會影響（幾乎）所有其他標準。因此，必須透過同時求解每個標準來進行最佳化，而不是分別最佳化每個標準。
- 設計標準並不總是容易用數值表示（例如，如何定義 ECS 的易用性？）。
- 對需求的不確定性和對設計空間的不確定性。
在理想情況下，所有需求都可以轉換為設計師可以最佳化的定量表達的正式表示。但是，在大多數現實場景中，一些需求不能簡單地轉換為數值，因此對這些需求的最佳化不像最小化或最大化某個值那樣簡單。因此，最佳化計算成本並不是唯一需要考慮的因素。設計標準的量化可能更加關鍵，並且這種量化的相對較大的不確定性有時是不可避免的。
魯棒性 是系統或設計的關鍵方面。它與大多數設計標準不同，因為難以量化或測量它。當一個系統或設計能夠在最小損害和功能損失的情況下應對其執行環境的不確定性和變化時，就被認為是魯棒的。最佳化和魯棒性可以被視為彼此的補充。最佳化確保系統在執行環境中能夠以最佳方式工作（例如，最小成本），而魯棒性必須確保如果環境由於未知原因而發生變化，系統會將損害和功能損失降至最低。
人力資源 也是設計的一個系統級標準。投入專案的人員數量決定了設計的時間框架。由於這與設計成本密切相關，因此優秀的工程師會將其納入最佳化過程。
總之，我們可以說：設計師始終試圖在稱為設計空間的一組可行方案中找到最佳方案。在可以使用最佳化技術之前，必須量化設計標準。這種量化有時很困難，需要設計師有很好的洞察力。良好的設計意味著它在最佳化、魯棒性和人力資源之間取得了合理的平衡。
以下是針對 ECS 的一些特定技術設計標準的列表，以及指向整個華夏公益教科書中示例的連結。
- 可靠性
- 示例包括
- 航空 - 飛行控制
- 醫療裝置
- 典型的措施包括
- 示例包括
- 通訊：遠端服務，…
- 示例包括
- 嵌入式控制系統的一個趨勢是通訊的增加。在 ECS 之間，也與使用者之間。這個趨勢的一個很好的例子是 AutoSAR 專案，該專案旨在標準化汽車中 ECS 之間的介面。
- 遠端服務也越來越受關注。對 ECS 狀態的持續監控會帶來更多關於機器的知識。這些知識可以用來改進全域性過程（例如，在煉油廠中），從而降低成本。