CN105608254A - 一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法和平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法和平台，该方法包括创建各类模块资源库；对新开发产品进行需求分析；根据新开发产品的各类要求形成系统参数配置表，将参数配置表导入自动化设计平台，平台调用模块资源库进行方案优化，并对应参数配置表配置生成各类文档、电路原理图、电路PCB版图、硬件驱动程序、移动端应用程序、云服务器程序，进行调试检测。该平台为该方法的操作平台，该平台包括多个应用功能模块和模块资源库。本发明内设强大的模块资源库，非专业人员通过产品功能和性能参数即可实现各类硬件元器件的选型，各类软件子模块、硬件子模块调用性和可复用性强，硬件开发周期短，开发成功率高，无需过多专业人员，研发成本低。

Description

一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法和平台

技术领域

本发明涉及智能设备开发与应用领域，特别是一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法和平台。

背景技术

随着微电子技术的高速发展，传统的硬件设计越来越跟不上飞速发展的现代化科技需要，传统的硬件通常采用的底层硬件种类繁多，硬件架构上很少配设软件系统，其开发时间长，应用领域越来越狭隘。随着智能硬件的诞生，传统的硬件行业的应用需求开始逐步回升，但现有的智能硬件的开发基本采用传统硬件的思路和流程来开发，所以弊端特别明显，其主要缺点包括以下几个：1、软件产业发展过快，传统的硬件设计更新迭代以及开发周期过长，无法跟进现有软件产业并列齐躯发展；2、智能硬件设计开发成本过高，往往一个新产品需要经过几十道甚至上百道程序，其中还需要多个试制品，判定设计出来的硬件产品是否可行；3、智能硬件研发成功率低下，往往一个新产品需要经过多次不断地实验、修改才能定型，若前期原理图设计有误，则需要全盘重新再来，可以说一个新产品开发的成功率仅有50%-60%；4、人工成本过高，智能硬件开发需要配备多个开发人员，其中每一项小系列中均会分配一个专业类的技术开发人员，如电子电路设计人员、底层驱动开发人员、移动端应用程序开发人员、微信端开发人员和云服务程序开发人员等。

目前的智能硬件的系统结构分为四层，一是底层硬件结构，其包括微处理器类、传感器类、定位类、移动通信类、短距离数据通信类和电源管理类的硬件元器件，但对于硬件产品来说，元器件的种类是十分繁多的，相同种类不同系列的元器件，其类型和参数也有很多不同，因此，开发人员在开发新产品时，需要对各类元器件有初步了解，这就相对限制了开发人员的专业水平，必须要资深专业人员才能完成此项任务；二层是硬件驱动层，该层是针对硬件产品编写硬件的驱动，其对开发人员的要求依然十分高，不仅要对该元器件有深入了解，还要会各种编程语言，且硬件驱动的开发时间也十分长，无形增加了开发的人工成本，可复用性差；三层是软件层，主要加载用户使用的应用软件，该类软件的更新迭代快，人性化感官要求更高，种类繁多，开发时间长，对现有的智能硬件来说，这一块的好坏直接影响着用户的直观感受，因此，该层对开发人员的要求依然较高，耗时长，成本高；第四层为云服务程序层，现有的智能硬件大多有云服务端，但这块的开发只能限定于对应的硬件产品，每一个新产品都需要对应新产品重新开发或二次开发，其耗时长，复用性差，不能满足快迭代、快增长的现代智能设备的需要。

因此，目前的智能硬件开发还缺少一种系统为硬件的开发提供可复用的各个模块库，在新产品开发时，只需要调用模块库中的模块即可组合形成新产品，并在前期像软件行业一样对产品性能进行精确评估，以提高硬件开发的复用性和市场竞争力，降低开发成本，缩短开发周期。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法和平台，该平台设强大的模块资源库，非专业人员通过功能和性能参数即可实现各类硬件元器件的选型，各类软件子模块、硬件子模块调用性和可复用性强，智能硬件开发周期短，开发成功率高，无需过多专业人员，研发成本低。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法，包括以下步骤：

a、创建云服务程序库，存放各类云服务程序模型；创建移动端软件数据库，存放基于IOS的软件程序、基于安卓系统的软件程序以及基于微信端的软件程序；创建移动端应用程序用户界面可视化模板库，存放各类可视化用户界面模板；创建硬件模块库，存放微处理器类、传感器类、定位类、移动通信类、短距离数据通信类、电源管理类和多媒体类硬件模块，创建硬件底层驱动程序和应用程序库，存放对应硬件模块库的硬件驱动程序和应用程序；

b、选定新开发产品，并对新开发产品进行开发需求分析，得出新开发产品的功能列表、成本预算、功耗指标、性能指标、PCB板尺寸和结构要求、移动端应用程序功能和UI要求和云服务功能要求；

c、根据新开发产品的各类要求生成系统参数配置表，根据参数配置表内的参数进行优化，并由自动化设计平台自动生成系统设计说明文档和系统性能参数文档，再根据系统参数配置表内的参数对应生成电路原理图和电路PCB版图，自动化设计平台分别调用和选取硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库以及云服务程序库中的模块，生成产品的驱动程序、应用程序、移动端程序和云程序；

d、根据对应的电路PCB版图和硬件元件制成产品PCB板，向产品PCB板中导入对应的驱动程序和应用程序，并向系统软件中导入对应的软件程序和云服务程序；

e、判定产品PCB板是否初步开发完毕，并进行联机调试；

f、对产品PCB板中进行性能、功能和质量方面的检测；

g、如果测试未达到产品预订的指标，则回到步骤c调整系统参数配置表，并通过自动化平台重新生成所有的产品数据，然后再执行步骤d、步骤e、步骤f和步骤g，如此往复。

优选的，设定步骤c中可选用第三方资源库，在选用第三方资源库时，需判定引用的第三方资源库内容是否符合定义的设计规范。

优选的，其步骤c中还包括审查步骤，具体如下：

由硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库以及云服务程序库中查找新开发产品设计要求的相关参数信息，并判断该信息与定义的设计规范或要求是否相符，并根据判断结果生成审查报告。

优选的，设定系统参数配置表中的参数信息匹配对应各数据库中的基本元件。

优选的，设定系统定义的设计规范具有人工修改面板框，用于人为定义设计规范。

一种面向智能硬件系统开发的自动化设计平台，包括硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库和云服务程序库，所述硬件模块库存放有若干微处理器类、若干传感器类、若干定位类、若干移动通信类、若干短距离数据通信类、若干电源管理类和若干多媒体类的硬件模块，所述硬件底层驱动程序和应用程序库存放有若干底层驱动程序和若干应用程序，所述移动端软件数据库存放有多个基于IOS的软件程序、基于安卓系统的软件程序以及基于微信端的软件程序，所述移动端应用程序用户界面可视化模板库存放有多个可视化用户界面，所述云服务程序库存放有多个云服务程序；该平台还包括模块拼接单元、模块优化单元、模块生成单元和模块辅助单元；所述模块拼接单元用于对调用的模块进行参数对接、引脚对接、电路生成和模块空间整合；所述模块优化单元用于针对平台自动生成的产品模型进行优化，其中包括线路优化、空间优化、软件资源优化和软件兼容性优化；所述模块生成单元，用于根据参数配置表自动生成系统设计说明文档、系统性能参数文档、电路原理图和电路PCB版图；所述模块辅助单元包括参数配置表、表格导入导出模块和用户管理模块；参数配置表用于记录和存储产品设计的具体参数，并为模块生成单元提供依据；表格导入导出模块用于导入、导出和识别系统参数配置表；用户管理模块，用于对各个操作单元进行人员管理、权限管理和密钥管理。

优选的，该平台还设有开放第三方资源库接口。

优选的，该平台还设有一键生成模块，用于一键生成新开发产品的全部相关资料。

本发明的有益效果是：

（1）内设有多个强大的模块资源库，非专业人员就可以通过产品的功能和性能参数实现各类硬件元器件的选型和产品软硬件的开发，无需对模块资源库的各个子模块进行深入分析，适用性高；

（2）各类软件子模块、硬件子模块的调用性和可复用性强，每个软件子模块和硬件子模块均与系统内的参数相对应，设定产品开发的参数，即可调用对应的模块，操作简单；

（3）系统参数配置表可以导入、导出，产品测试中如有问题，可以直接修改系统参数配置表，然后导入自动化平台，快速生成新的方案，加速了产品在调试过程中的迭代和收敛；

（4）智能硬件开发周期短，开发成功率高，能对产品的最终实际性能进行精准评估，有利于用户前期获得精确的方案综合技术参数；

（5）能一键生成智能硬件产品的所有相关资料，快捷方便，缩短了开发周期；

（6）极大的提高了智能硬件产品的迭代，提高了市场竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例1的自动化设计方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其实例表示在附图中，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的数字表示相同或相似的要素，以下示例性实施例中所描述的实施例方法并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的，本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅处于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其含义，还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的例出项目的任何或所有可能的组合。

实施例1：

一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、创建云服务程序库，存放各类云服务程序模型；创建移动端软件数据库，存放基于IOS的软件程序、基于安卓系统的软件程序以及基于微信端的软件程序；创建移动端应用程序用户界面可视化模板库，存放各类可视化用户界面模板；创建硬件模块库，存放微处理器类、传感器类、定位类、移动通信类、短距离数据通信类、电源管理类和多媒体类硬件模块，创建硬件底层驱动程序和应用程序库，存放对应硬件模块库的硬件驱动程序和应用程序；

步骤二、选定新开发产品，并对新开发产品进行开发需求分析，得出新开发产品的功能列表、成本预算、功耗指标、性能指标、PCB板尺寸和结构要求、移动端应用程序功能和UI要求和云服务功能要求；

步骤三、根据新开发产品的各类要求生成系统参数配置表，根据参数配置表内的参数进行优化，并由自动化设计平台自动生成系统设计说明文档和系统性能参数文档，再根据系统参数配置表内的参数对应生成电路原理图和电路PCB版图，自动化设计平台分别调用和选取硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库以及云服务程序库中的模块，生成产品的驱动程序、应用程序、移动端程序和云程序；

步骤四、根据对应的电路PCB版图和硬件元件制成产品PCB板，向产品PCB板中导入对应的驱动程序和应用程序，并向系统软件中导入对应的软件程序和云服务程序；

步骤五、判定产品PCB板是否初步开发完毕，并进行联机调试；

步骤六、对产品PCB板中进行性能、功能和质量方面的检测；

步骤七、如果测试未达到产品预订的指标，则回到步骤c调整系统参数配置表，并通过自动化平台重新生成所有的产品数据，然后再执行步骤四、步骤五、步骤六和步骤七，如此往复。

本实施例提供的方法是以多个模块资源库为基础，针对每个模块资源库内的子模块对应建立相应的性能、功能、尺寸、建模分析和驱动程序关系等相关信息，在调用模块资源库内的子模块时，自动调出对应该子模块的相关信息，便于开发人员选用和分析。因此，开发人员在做新产品开发时，无需对每个子模块的性能做深入研究，其耗时短，要求专业技术人员少，开发周期短，成本低廉。

实施例2：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，设定步骤三中可选用第三方资源库，在选用第三方资源库时，需判定引用的第三方资源库内容是否符合定义的设计规范。

该第三方资源库可提供许多额外子模块，增加了开发人员新产品开发的可选项，提高了产品开发的多样性。

实施例3：

本实施例与上述实施例的不同之处在于，其步骤三中还包括审查步骤，具体如下：

由硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库以及云服务程序库中查找新开发产品设计要求的相关参数信息，并判断该信息与定义的设计规范或要求是否相符，并根据判断结果生成审查报告。

该审查步骤为避免后期开发出现各种参数不匹配问题等，对新产品的参数和模块资源库匹配的模块进行核查，其设计严谨，使用方便，无需人工逐一分析判断子模块的可适用性。

实施例4：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，设定系统参数配置表中的参数信息匹配对应各数据库中的基本元件，当开发人员填入参数配置表中的某一项数据时，该项数据立即匹配到对应的子模块信息，避免开发人员逐一分析判断哪项子模块适用本新开发产品，节约时间成本。

实施例5：

本实施例提供了一种面向智能硬件系统开发的自动化设计平台，包括硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库和云服务程序库，所述硬件模块库存放有若干微处理器类、若干传感器类、若干定位类、若干移动通信类、若干短距离数据通信类、若干电源管理类和若干多媒体类的硬件模块，所述硬件底层驱动程序和应用程序库存放有若干底层驱动程序和若干应用程序，所述移动端软件数据库存放有多个基于IOS的软件程序、基于安卓系统的软件程序以及基于微信端的软件程序，所述移动端应用程序用户界面可视化模板库存放有多个可视化用户界面，所述云服务程序库存放有多个云服务程序；该平台还包括模块拼接单元、模块优化单元、模块生成单元和模块辅助单元；所述模块拼接单元用于对调用的模块进行参数对接、引脚对接、电路生成和模块空间整合；所述模块优化单元用于针对平台自动生成的产品模型进行优化，其中包括线路优化、空间优化、软件资源优化和软件兼容性优化；所述模块生成单元，用于根据参数配置表自动生成系统设计说明文档、系统性能参数文档、电路原理图和电路PCB版图；所述模块辅助单元包括参数配置表、表格导入导出模块和用户管理模块；参数配置表用于记录和存储产品设计的具体参数，并为模块生成单元提供依据；表格导入导出模块用于导入、导出和识别系统参数配置表；用户管理模块，用于对各个操作单元进行人员管理、权限管理和密钥管理。

本实施例提供了自动化设计的操作平台，操作人员可在该平台上自由调取模块资源库里的内容，根据实际开发需求和产品所需的详细参数，精准分析和设计，能有效避免前期无法对新产品的最终实际性能进行精确评估，开发周期短，产品更新迭代快，市场竞争力强。

实施例6：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，该平台还设有一键生成模块，用于一键生成新开发产品的全部相关资料。该设计更有利于提高开发人员的工作效率，只要产品参数和基本要求等无差错，能自动生成开发文档等，节约产品开发的周期，同时节约开发成本，增加了开发效率。

实施例7：

本实施例与上述各实施例的不同之处在于，本实施例提供了一种智能定位鞋的开发实例，在智能定位鞋开发之前，先对智能定位鞋的功能需求分析，由功能需求分析可得本智能定位鞋所需功能为定位、电子围栏、测量体重、计步、振动和加热，将该系列功能列入功能需求列表中，并制定本智能定位鞋的成本预算、功耗指标、性能指标、PCB板子尺寸和结构要求、移动端应用程序的功能和UI要求和云服务功能和性能要求，由此形成数据生成参数配置表，自动化平台根据该参数配置表自动生成系统设计说明文档、系统参数性能文档、电路原理图、电路PCB版图和相关的各种软件程序，再经过智能硬件联机调试和性能、功能和质量的检测，最终形成新产品。

本发明还包括多个组合形式和拼接方式，在此就不一一举例说明，凡是以本技术作为延伸和变形的，均在本发明专利保护范围内。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、创建云服务程序库，存放各类云服务程序模型；创建移动端软件数据库，存放基于IOS的软件程序、基于安卓系统的软件程序以及基于微信端的软件程序；创建移动端应用程序用户界面可视化模板库，存放各类可视化用户界面模板；创建硬件模块库，存放微处理器类、传感器类、定位类、移动通信类、短距离数据通信类、电源管理类和多媒体类硬件模块，创建硬件底层驱动程序和应用程序库，存放对应硬件模块库的硬件驱动程序和应用程序；

b、选定新开发产品，并对新开发产品进行开发需求分析，得出新开发产品的功能列表、成本预算、功耗指标、性能指标、PCB板尺寸和结构要求、移动端应用程序功能和UI要求和云服务功能要求；

c、根据新开发产品的各类要求生成系统参数配置表，根据参数配置表内的参数进行优化，并由自动化设计平台自动生成系统设计说明文档和系统性能参数文档，再根据系统参数配置表内的参数对应生成电路原理图和电路PCB版图，自动化设计平台分别调用和选取硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库以及云服务程序库中的模块，生成产品的驱动程序、应用程序、移动端程序和云程序；

d、根据对应的电路PCB版图和硬件元件制成产品PCB板，向产品PCB板中导入对应的驱动程序和应用程序，并向系统软件中导入对应的软件程序和云服务程序；

e、判定产品PCB板是否初步开发完毕，并进行联机调试；

f、对产品PCB板中进行性能、功能和质量方面的检测；

g、如果测试未达到产品预订的指标，则回到步骤c调整系统参数配置表，并通过自动化平台重新生成所有的产品数据，然后再执行步骤d、步骤e、步骤f和步骤g，如此往复。

2.根据权利要求1所述一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法，其特征在于，设定步骤c中可选用第三方资源库，在选用第三方资源库时，需判定引用的第三方资源库内容是否符合定义的设计规范。

3.根据权利要求1所述一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法，其特征在于，其步骤c中还包括审查步骤，具体如下：

由硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库以及云服务程序库中查找新开发产品设计要求的相关参数信息，并判断该信息与定义的设计规范或要求是否相符，并根据判断结果生成审查报告。

4.根据权利要求1所述一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法，其特征在于，设定系统参数配置表中的参数信息匹配对应各数据库中的基本元件。

5.根据权利要求1所述一种面向智能硬件系统开发的自动化设计方法，其特征在于，设定系统定义的设计规范具有人工修改面板框，用于人为定义设计规范。

6.一种面向智能硬件系统开发的自动化设计平台，其特征在于，包括硬件模块库、硬件底层驱动程序和应用程序库、移动端软件数据库、移动端应用程序用户界面可视化模板库和云服务程序库，所述硬件模块库存放有若干微处理器类、若干传感器类、若干定位类、若干移动通信类、若干短距离数据通信类、若干电源管理类和若干多媒体类的硬件模块，所述硬件底层驱动程序和应用程序库存放有若干底层驱动程序和若干应用程序，所述移动端软件数据库存放有多个基于IOS的软件程序、基于安卓系统的软件程序以及基于微信端的软件程序，所述移动端应用程序用户界面可视化模板库存放有多个可视化用户界面，所述云服务程序库存放有多个云服务程序；该平台还包括模块拼接单元、模块优化单元、模块生成单元和模块辅助单元；所述模块拼接单元用于对调用的模块进行参数对接、引脚对接、电路生成和模块空间整合；所述模块优化单元用于针对平台自动生成的产品模型进行优化，其中包括线路优化、空间优化、软件资源优化和软件兼容性优化；所述模块生成单元，用于根据参数配置表自动生成系统设计说明文档、系统性能参数文档、电路原理图和电路PCB版图；所述模块辅助单元包括参数配置表、表格导入导出模块和用户管理模块；参数配置表用于记录和存储产品设计的具体参数，并为模块生成单元提供依据；表格导入导出模块用于导入、导出和识别系统参数配置表；用户管理模块，用于对各个操作单元进行人员管理、权限管理和密钥管理。

7.根据权利要求6所述一种面向智能硬件系统开发的自动化设计平台，其特征在于，该平台还设有开放第三方资源库接口。

8.根据权利要求6所述一种面向智能硬件系统开发的自动化设计平台，其特征在于，该平台还设有一键生成模块，用于一键生成新开发产品的全部相关资料。