Testen Produktkonzepte mit Behavioral Level-Modellierung
Computer- und Elektroingenieure arbeiten durch einen Prozess, um sie zu testen erlaubt, oder Modell,
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Wenn Sie versuchen, schnell einen Lösungsansatz unter Beweis stellen, werden wenden Sie sich oft behavhaltens Ebene Modellierung bestimmter Elemente des Gesamtsystems Low-Level-Details der Implementierung zu vermeiden. Zum Beispiel kann ein Untersystem-Design erfordern die Kenntnis eines Signalparameters (wie zum Beispiel der Amplitude oder Frequenz) zu arbeiten.
Zunächst können Sie davon ausgehen, dass der Parameter ist bekannt. Später fügen Sie Details Low-Level (nicht perfekt), um den Parameter zu schätzen. Als Ihr Vertrauen und das Verständnis wächst, stellen Sie die Low-Level-Details im Modell und der tatsächlichen Umsetzung möglich wird.
Behavioral Level-Modellierung gilt auch, wenn Sie physischen Umgebungen benötigen zu modellieren, die außerhalb eines Design liegen aber nötig sind, um die Leistung unter realistischen Szenarien zu bewerten.
Der Aufenthalt abstrakt zu generieren Ideen
Behavioral Level-Modellierung ist nicht frei von Hardwarebeschränkungen und Realitäten, aber es erfordert ein gewisses Maß an Abstraktion vorläufiges Konzept Lösungen zu ermöglichen schnell auf sich warten. Behavioral Level-Modelle hängen von der angewandten Mathematik.
Mit anderen Worten, Computer und Elektronik-Ingenieure behandeln nicht häufig tatsächliche Hardware und Geräte für eine Implementierung verwendet. Das Modell der Hardware ist das, was an diesem Punkt wichtig ist. Die Aufgabe des Ingenieurs ist es, Systeme und Subsysteme durch einen Rahmen mathematischer Konzepte zu konzipieren und Abstraktion bietet eine große gestalterische Freiheit, die Möglichkeiten zu erkunden.
Angenommen, Sie ein neues Design suchen für eine bestehende Systemleistung zu verbessern. Sie hoffen, dass solche Verbesserungen mit neuen Gerätetechnik zu machen. Sie wollen nicht in allen Details zu verzetteln, wie das Gerät in der aktuellen Design zu verbinden, so dass Sie bewegen sich mit einem Modell in der Abstraktion bis schnell herausfinden, wie viel Sie die Leistung mit einem neuen Design zu verbessern.
Wenn eine ausreichende Verbesserungspotenzial vorhanden ist, dann rechnen Sie nach unten und andere Optionen zu untersuchen. Spülen, Schaum, und wiederholen.
Beachten Sie, dass die Leistung verbessert, ist nicht immer das Hauptziel der Signale und Systeme Modellierung. Manchmal ist ein Entwurf von Kosten, Verfügbarkeit von Materialien, Herstellungsprozesse und Zeit auf den Markt oder eine andere Überlegung getrieben.
Arbeiten von oben nach unten
Ein Design, das auf Signale und Systeme beruht geht von einem Top-Level-Ansicht und arbeitet mit den winzigsten Details der endgültigen Umsetzung festgelegt. Analyse und Simulation auf der obersten Ebene ausgeführt wird, hängt auf Verhaltensebene Modellierung. Das Modell wird schließlich gebrochen in Subsysteme für die Prüfung und Verfeinerung, und dann kommt das System wieder zusammen vor der Umsetzung.
Typischerweise ist Ihre Aufgabe als Elektroniker eine neue oder erweiterte Funktionalität für eine computer- oder elektrisch-basiertes Produkt zu schaffen. Zum Beispiel können benötigen Sie eine neue Funkschnittstelle aufgrund der jüngsten Standard-Updates zu unterstützen.
Zunächst können die Änderungen einfach und unkompliziert erscheinen, aber wie Sie in die Arbeit zu graben, können Sie beginnen, um zu sehen, dass die Änderungen zu erheblichen Anpassungen der Signalverarbeitungsalgorithmen erfordern. Das bedeutet, dass die neue Funkschnittstelle ein paar völlig neue Designs erfordern, so dass Sie Ansätze verschiedene Implementierung benötigen zu modellieren und zu simulieren, um herauszufinden, was ist wahrscheinlich am besten zu funktionieren.
Unter Berufung auf die Mathematik
Viele Menschen schreiben Signale und Systeme als einen Haufen von verwirrenden Mathematik ab, und sie laufen in die Berge. Zwar kann die Mathematik zunächst einschüchternd sein, aber die Belohnungen Ihr fein gearbeitete mathematisches Modell des Sehens der Weg zu einem Versand Produkt führen, ist der zusätzliche Aufwand lohnt sich. Am Ende ist die Mathematik auf Ihrer Seite. Es ist die einzige Möglichkeit, Konzepte zu modellieren, die ordnungsgemäß in der realen Welt funktionieren.
Ein Go-Ansatz, wenn ein Problem scheint unlösbar: Nehmen Sie es langsam und stetig. Wenn eine Lösung nicht klar ist, nachdem Sie über das Problem für eine Weile denken, gehen weg und kommen später darauf zurück. Praxis und Erfahrung mit verschiedenen Problemlösungstechniken und Optionen Hilfe, so versuchen, so viele Arten von Problemen wie möglich zu arbeiten - vor allem in den Bereichen, die Sie am meisten Beschwerden fühlen. Schließlich offenbart eine Lösung selbst.
Wenn möglich, überprüfen Sie Ihre Lösungen unter Verwendung von Computer-Analyse und Simulationstools wie Python mit den numerische Unterstützung und Visualisierungsfunktionen von PyLab (NumPy, SciPy, matplotlib) und der IPython Umgebung Zahlenverarbeitung Analyse und Simulationen durchzuführen. Für Probleme mehr symbolische Mathematik beteiligt, verwenden Sie den Computer-Algebra-System (CAS) von Maxima zur Verfügung gestellt.