嵌入式控制系统设计/设计标准
本章解释了系统级设计的方法。因此，有必要介绍一些系统标准；这些标准不同于技术设计标准，因为它们不会反映在最终设计中。本章讨论的四个系统标准是优化、设计空间、鲁棒性和人力资源。本章最后讨论了针对ECS的特定技术设计标准列表。
设计团队的输入是需求。这些不是预先确定的，而是在设计过程中会发生变化。大多数需求规定了最小值或最大值，而不是固定值（例如，重量必须低于 1 公斤，成本必须低于 5 欧元，…）。因此，需求可以被认为是设计空间的边界。
在这个设计空间内，存在所有可行的解决方案。在所有这些可行方案中，设计师最感兴趣的是最优的方案。因此，需要优化。一些常用的方法是
设计优化很复杂，因为
- 技术设计标准的耦合性：一个标准的变化会影响（几乎）所有其他标准。因此，必须通过同时求解每个标准来进行优化，而不是分别优化每个标准。
- 设计标准并不总是容易用数值表示（例如，如何定义 ECS 的易用性？）。
- 对需求的不确定性和对设计空间的不确定性。
在理想情况下，所有需求都可以转换为设计师可以优化的定量表达的正式表示。但是，在大多数现实场景中，一些需求不能简单地转换为数值，因此对这些需求的优化不像最小化或最大化某个值那样简单。因此，优化计算成本并不是唯一需要考虑的因素。设计标准的量化可能更加关键，并且这种量化的相对较大的不确定性有时是不可避免的。
鲁棒性 是系统或设计的关键方面。它与大多数设计标准不同，因为难以量化或测量它。当一个系统或设计能够在最小损害和功能损失的情况下应对其运行环境的不确定性和变化时，就被认为是鲁棒的。优化和鲁棒性可以被视为彼此的补充。优化确保系统在运行环境中能够以最佳方式工作（例如，最小成本），而鲁棒性必须确保如果环境由于未知原因而发生变化，系统会将损害和功能损失降至最低。
人力资源 也是设计的一个系统级标准。投入项目的人员数量决定了设计的时间框架。由于这与设计成本密切相关，因此优秀的工程师会将其纳入优化过程。
总之，我们可以说：设计师始终试图在称为设计空间的一组可行方案中找到最佳方案。在可以使用优化技术之前，必须量化设计标准。这种量化有时很困难，需要设计师有很好的洞察力。良好的设计意味着它在优化、鲁棒性和人力资源之间取得了合理的平衡。
以下是针对 ECS 的一些特定技术设计标准的列表，以及指向整个维基教科书中示例的链接。
- 可靠性
- 示例包括
- 航空 - 飞行控制
- 医疗设备
- 典型的措施包括
- 示例包括
- 通信：远程服务，…
- 示例包括
- 嵌入式控制系统的一个趋势是通信的增加。在 ECS 之间，也与用户之间。这个趋势的一个很好的例子是 AutoSAR 项目，该项目旨在标准化汽车中 ECS 之间的接口。
- 远程服务也越来越受关注。对 ECS 状态的持续监控会带来更多关于机器的知识。这些知识可以用来改进全局过程（例如，在炼油厂中），从而降低成本。