嵌入式控制系統設計/設計準則
本章解釋了系統級設計的方法。因此，有必要介紹幾個系統準則；這些準則不同於技術設計準則，因為它們不會反映在最終設計中。本章討論的四個系統準則是最佳化、設計空間、魯棒性和人力資源。本章末尾討論了 ECS 的具體技術設計準則列表。
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。大多數需求規定最小值或最大值，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。
在這個設計空間記憶體在所有可行的解決方案。在所有這些可行的解決方案中，設計師對最優的解決方案感興趣。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
- 技術設計準則的耦合性：一個準則的改變會影響（幾乎）所有其他準則。因此，必須透過同時求解所有準則來進行最佳化，而不是分別對每個準則進行最佳化。
- 設計準則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，以及對設計空間的不安全感。
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形式化表示。然而，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一個值那樣簡單。因此，最佳化計算成本不是唯一需要考慮的因素。設計準則的量化可能更為關鍵，而這種量化的相對較大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。它與大多數設計準則不同，因為它難以量化或衡量。當一個系統或設計能夠在最小程度的損壞和功能損失的情況下處理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工作最佳（例如，成本最低），而魯棒性必須確保，如果由於未知原因環境發生變化，系統將最大限度地減少損壞和功能損失。
人力資源 也是設計的一個系統級準則。投入到專案中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，因此好的設計師會將其納入最佳化過程。
總之，我們可以說：設計師總是試圖在被稱為設計空間的可行解決方案集中找到最優解。在使用最佳化技術之前，必須量化設計準則。這種量化有時可能很困難，設計師的良好洞察力是必要的。一個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平衡。
以下是 ECS 的一些特定技術設計準則列表，以及指向整個華夏公益教科書示例的連結。
- 可靠性
- 示例包括
- 航空 - 飛行控制
- 醫療裝置
- 典型度量包括
- 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，用於標準化汽車中 ECS 之間的介面。
- 遠端服務也越來越受到關注。對 ECS 狀態的持續監控會帶來更多機器知識。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。