嵌入式控制系統設計/設計標準
本章闡述了系統級設計的方案。因此，有必要引入幾個系統標準；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。本章末尾討論了 ECS 的具體技術設計標準列表。
設計團隊的輸入是需求。這些需求不是預先確定的，而是在設計過程中會發生變化。大部分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，可以將需求視為設計空間的邊界。
在這個設計空間內，存在所有可行的解決方案。在所有這些可行的解決方案中，設計人員感興趣的是最優的解決方案。因此，需要進行最佳化。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特性：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，而不是分別逐一最佳化每個標準。
- 設計標準並不總是容易表示為數值（例如，如何定義 ECS 的易用性？）。
- 需求的不確定性以及由此導致的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人員可以進行最佳化的定量表達的形式化表示。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，最佳化的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的重要方面。它與大多數設計標準不同，因為它難以量化或衡量。當一個系統或設計能夠處理其操作環境的不確定性和變化，並最大程度地減少損壞和功能損失時，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。最佳化確保系統在操作環境中工作最佳（例如，最低成本），魯棒性必須確保如果由於未知原因環境發生變化，系統將最大程度地減少損壞和功能損失。
人力資源也是設計的系統級標準。投入專案的員工數量決定了設計的時限。由於這與設計成本密切相關，因此優秀的設計人員會將其納入最佳化過程中。
總之，我們可以說：設計人員始終試圖在稱為設計空間的可行解決方案集中找到最優的解決方案。在可以使用最佳化技術之前，必須對設計標準進行量化。這種量化有時可能很困難，設計人員的良好洞察力是必要的。良好的設計意味著在最佳化、魯棒性和人力資源之間取得了周到的平衡。
下面列出了 ECS 的一些具體技術設計標準以及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
- 典型措施包括
- 示例包括
- 通訊：遠端服務等。
- 示例包括
- 嵌入式控制系統的一個趨勢是通訊的增加。ECS 之間以及與使用者之間的通訊。AutoSAR 專案是汽車中 ECS 介面標準化的一個很好的例子，體現了這一趨勢。
- 遠端服務也越來越受到關注。對 ECS 狀態的持續監控可以帶來更多關於機器的知識。這些知識可以用於改進全域性流程（例如，在煉油廠中），從而降低成本。