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METODOLOGIAS DE DISEO

DE SISTEMAS ELECTRONICOS

Fernando Arvalo

Ingeniera Electrnica

Departamento de Automtica y Electrnica

Contenido de la clase (Parte II)

El Desarrollo del Proyecto

Definicin del Problema

Las Especificaciones

Arquitectura del Sistema

Diseo Lgico

AREVALO 2015 Diseo Electrnico 2

El Arquitecto basa su accionar en reducir la complejidad, la incertidumbre y las ambigedades a conceptos elaborables. Maneja conceptos poco medibles, con herramientas no cualitativas, buscando la satisfaccin del cliente.

El Ingeniero se concentra en hacer factibles los conceptos arquitecturales. Maneja conceptos medibles, con herramientas cualitativas, buscando la optimizacin del diseo.



El proceso se inicia con una clara definicin del problema a solucionar, seguido por un proceso de conceptualizacin de la solucin. En este punto de la cadena, el elemento predominante es la funcin, ms que la forma, siendo la labor del arquitecto la predominante.

En esta primera etapa, La Arquitectura del Sistema, aparece como el paso de abstraccin o de

conceptualizacin de mayor nivel dentro de la jerarqua.

En este momento el componente de experiencia y acumulacin de informacin (la heurstica) juega un papel fundamental, que en buena medida define el xito o el fracaso del sistema.



Definida La Arquitectura, el siguiente paso es enfrentar el

desarrollo del diseo de la misma, en donde pasa a ser el

ingeniero el actor central.

En esta etapa, de una descripcin comportamental o funcional

de La Arquitectura, se llega a una especificacin detallada

para la produccin.

Finalizado el diseo, la siguiente etapa involucra un tipo de ingeniera, para poder llevar el diseo a un producto que no slo cumpla con las especificaciones funcionales, garantizadas con el diseo, sino que se pueda fabricar.

El resultado es un prototipo que debe ponerse en operacin, bajo las condiciones extremas de futuro comportamiento, hasta lograr una validacin total del diseo.








Diseo Lgico



Este primer paso en el proceso de diseo, es

fundamental, pues Un problema bien definido es

un problema prcticamente resuelto.

Es necesario un acercamiento con El Cliente para

realizar una recoleccin sistemtica de

informacin, con la que se comience a definir un

primer intento de Especificacin.


PREGUNTAS A CONSIDERAR:

Cul es realmente el problema?

Qu deseos y expectativas hay implcitos en la formulacin?

Las restricciones presentadas realmente existen?

Qu alternativas para nuevos desarrollos existen?

Qu objetivos se esperan cumplir con la solucin buscada?

Qu caractersticas debe tener la solucin?

Qu caractersticas no debe tener la solucin?



Ejemplo: Un Museo requiere un reloj de cuenta regresiva, el cual debe ser instalado en una cpsula del tiempo, la cual solo se podr abrir 10 aos despus del momento de cerrarse. La cuenta se realizar en das, y slo cuando la cuenta llegue a cero, la cpsula se podr abrir.

Cual es el Problema?:

Garantizar el funcionamiento del sistema durante 10 aos sin intervencin externa (Consumo de potencia, tiempo de vida de los componentes, condiciones ambientales de operacin, etc.).

Establecer las Necesidades?



Se debe maximizar el nmero posible de soluciones, mejorando los limites que imponen inicialmente al espacio de diseo tres elementos bsicos: El nivel de conocimientos, las restricciones reales y las restricciones ficticias.



Ejemplo (Continuacin): RELOJ DE LOS 10 AOS

Que alternativas de solucin tenemos?

Las alternativas van desde artefactos mecnicos hasta sistemas electrnicos complejos.

Por limitaciones de conocimiento la solucin se limitar a soluciones electrnicas.

El garantizar un funcionamiento por 10 aos implica que la tecnologa utilizada tenga una duracin igual o mayor a este lmite. De tal forma que para reducir el riesgo se deber concebir un sistema con una arquitectura redundante en todo sentido.



Ejemplo (Continuacin): Restricciones

Restricciones Verdaderas: 1) Suministro de energa

ininterrumpido por 10 aos; 2) Debe ser libre de

mantenimiento debido a que estar encapsulado.

Restricciones Ficticias: La restriccin del tiempo de vida

del display se puede reducir debido a que este no requiere

funcionar las 24 horas del da, y por tanto una solucin de

visualizacin durante una hora diaria sera necesaria y puede

ser garantizada por el nmero de horas actualmente

garantizadas del tiempo de vida de estos dispositivos.



Debe verificarse que tras la etapa de identificacin de las necesidades se han definido y analizado, al menos, los siguientes puntos:

Aspectos tcnicos: funciones bsicas que debe realizar el sistema, estimacin del consumo, frecuencia mxima de funcionamiento y tamao.

Aspectos econmicos: estimacin del costo objetivo del producto, costo de los prototipos y costo del desarrollo.

Aspectos organizativos: planificacin preliminar del proyecto, tiempo de desarrollo y responsabilidades de los participantes.



Una vez determinado el espacio de posibles soluciones

(Espacio de diseo), se empieza la bsqueda de la

arquitectura solucin. Para lo cual debemos formular

una funcin que permita evaluar el costo de

implementar cada una de las posibles soluciones, con el

fin de optimizar el diseo.

Ejemplo (Continuacin): Algunas de las dimensiones a

evaluar en este diseo pueden ser:

- El consumo de potencia,

- El tiempo de operacin y

- El costo.








Diseo Lgico



El objetivo de Las Especificaciones es obtener una descripcin detallada del sistema a disear, tanto desde el punto de vista funcional, como desde el punto de vista tecnolgico.

Esta es una de las etapas crticas del proyecto; de la precisin de las especificaciones y de lo completo de su contenido depende en gran medida el xito del desarrollo.


Durante la etapa de especificaciones se realiza la primera particin en bloques funcionales del sistema.

Su objetivo es dividir el sistema en unidades que puedan especificarse de forma ms o menos independiente, de manera que se facilite la especificacin y permita un reparto de tareas entre varios diseadores.



Para cada uno de los bloques funcionales se identificarn y especificarn: Entradas y salidas

Funcionalidad detallada

Modos de operacin

Restricciones temporales

Finalizada la especificacin de cada bloque se procede a la especificacin tecnolgica global del sistema. sta incluir aspectos como: Tensin de alimentacin

Consumo mximo

Condiciones de funcionamiento

Tipo de encapsulado y distribucin de pines (incluidas pines de masa, alimentacin y seales para el test), etc.



El Plan de Desarrollo

Adems de la elaboracin de Las especificaciones, existen dos importantes tareas organizativas que se deben desarrollar durante esta etapa; La elaboracin del Plan de Desarrollo y El Plan de Pruebas.

El objetivo del Plan de Desarrollo es definir cules son las responsabilidades de cada participante en el proceso de diseo, cmo se van a llevar a cabo las tareas, cmo se va a controlar el avance del diseo y cul va a ser la programacin temporal del mismo.

El Plan de Desarrollo no es ms que una planificacin detallada del proyecto en sus aspectos organizativos.



El equipo estar compuesto bsicamente por el Director, responsable del proyecto, y los diseadores.

Habitualmente es necesario contar con un experto en la aplicacin donde va a integrarse el diseo.

Las principales cuestiones que deben resolverse desde el punto de vista del equipo de diseo son la asignacin de tareas y la coordinacin del equipo

de diseo durante el desarrollo.

El Equipo de Diseo



En la asignacin de tareas debe reflejarse la experiencia de cada diseador tanto en la aplicacin como en las herramientas utilizadas para el diseo.

Los diseadores ms expertos en la aplicacin debern estar a cargo de las etapas de ms alto nivel, como son las especificaciones y el diseo arquitectural. Por otro lado, los diseadores ms expertos en las herramientas (VHDL, herramientas de diseo fsico, etc.) estarn ms indicados para las tareas de diseo lgico y diseo fsico.

El Equipo de Diseo



El Equipo de Diseo:

Ficha Descriptiva


FOTO

NOMBRE FIDO DIDO

FORTALEZA

1- Diseo Aplicaciones Anlogas, 2- Digitales, 3- Diseo PCB. 4- Programacin.

MANEJO DE SOFTWARE PROTEUS, MATLAB, LABView, QUARTUS II


El objetivo del Plan de Pruebas es definir cmo se va a

realizar La Validacin del diseo.

Las simulaciones son el procedimiento habitual de

validacin, pero no son adecuadas en todos los casos.

En ocasiones ser necesario realizar un prototipo del sistema

completo o de parte del mismo. En otros casos puede

necesitarse algn otro programa para validar los resultados

de las simulaciones.

El Plan de Pruebas



El Plan de Pruebas

Como ejemplo podemos pensar en el diseo de un filtro

digital.



El Plan de Pruebas

Tareas a relacionar:

Planear Las Pruebas

- Identificar requerimientos para la prueba

- Determinar el riesgo

- Desarrollar la estrategia de la prueba

- Identificar los recursos/herramientas de la prueba

- Crear el horario/Cronograma

- Generar el plan de prueba

Disear la Prueba

- Preparar el anlisis de la carga de trabajo

- Identificar y describir los casos de la prueba

- Identificar y estructurar los mtodos de prueba

- Repasar y determinar la cobertura de la prueba



El Plan de Pruebas

Ejecutar la Prueba

- Ejecutar los mtodos de Prueba

- Evaluar la ejecucin de la Prueba

- Verificar los resultados

- Investigar los resultados inesperados

- Registrar los defectos encontrados

Evaluar la Prueba

- Evaluar la cobertura de la Prueba

- Analizar los defectos encontrados

- Determinar si se han alcanzado los Criterios de la Terminacin de la Prueba y

los Criterios de xito



El Plan de Pruebas Ejemplo: Prueba de Funcionalidad La prueba de funcionalidad del objetivo-de-prueba debe centrarse en cualquier requisito para la prueba

que se puede rastrear directamente para utilizar casos o funciones


Objetivo de

Prueba:

[Asegure la funcionalidad apropiada del objetivo-de-prueba, incluyendo la

navegacin, la entrada de datos, el proceso, y la recuperacin.]

Tcnica:

[Ejecute cada caso de uso, flujo de uso-caso, o funcin, usando los datos

vlidos e invlidos, verificar el siguiente:

Los resultados previstos ocurren cuando se utilizan los datos vlidos.

Se exhibe el error apropiado o los mensajes de alerta cuando se utilizan

los datos invlidos.

Cada regla de negocio se aplica correctamente.]

Herramientas Requeridas:

La tcnica require las herramientas siguientes:

Herramienta de automatizacin del script de prueba

Herramientas de recuperacin y respaldo

Herramientas de monitoreo-instalacin (registro, disco duro, CPU,

memoria y as sucesivamente)

Herramientas y utilidades SQL de base de datos

Herramientas de generacin de datos.]

Criterios de Terminacin:

[Se han ejecutado todas las pruebas previstas.

Se han direccionado todos los defectos identificados.]

Consideraciones Especiales:

[Identifique o describa esos artculos o puntos (internos o externos) ese

impacto la implementacin y la ejecucin de la prueba de funcin]


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