Aalborg Universitet. Institut for Elektroniske Systemer. Synopsis. Fredrik Bajers Vej 7 DK-9220 Aalborg Øst Telefon

Transkript

1

2 Aalborg Universitet Institut for Elektroniske Systemer Fredrik Bajers Vej 7 DK-9220 Aalborg Øst Telefon Titel: Digital diktafon Tema: Mikrodatamatsystemer Projektperiode: 3. februar maj 2003 Projektgruppe: 421 Gruppemedlemmer: Andreas Popp Esben Theill Christiansen Michael Smed Kristensen Michael P. Nielsen Steffen Holst Svend Aage Vedstesen Vejleder: Morten V. Fjordback Publikationer: 9 Sider i Hovedrapport: 128 Appendiks: 86 Afsluttet: 28. maj 2003 Synopsis Denne rapport indeholder dokumentation for udvikling og design af en digital diktafon baseret på en Motorola processor. Udviklingen af diktafonen er foregået efter Strukturet Program Udviklingmetoden. Diktafonen er en prototype og det er muligt at optage talebeskeder i 3 forskellige kvaliteter med øvre knækfrekvenser på henholdsvis 1,7 khz, 3,4 khz og 6,8 khz. Beskederne gemmes i diktafonens interne hukommelse. Beskederne kan efterfølgende afspilles på diktafonen. Diktafonen giver bl.a. mulighed for at slette og spole i beskederne samt at pause under optagelse og afspilning. På diktafonens display findes der information om tid i besked, beskednr., resttid i hukommelse mm. Systemet giver mulighed for, at overføre indtalte beskeder til en pc vha. kommunikation baseret på RS232C-standarden. Beskederne hentes og konverteres til filformatet "wave". Efter overførslen af beskederne slettes disse på diktafonen, hvorefter der er mulighed for at indstille diktafonens optagekvalitet til senere brug. Det kan konkluderes, at diktafonen virker i den laveste kvalitet og ikke som ønsket, også i de højere kvaliteter. Dette kan bl.a. skyldes, at interruptrutinen er for længe om at udføre de ønskede funktioner.

3

4 Aalborg University Institute of Electronic Systems Fredrik Bajers Vej 7 DK-9220 Aalborg East Telephone Title: Digital dictating machine Theme: Microcomputersystems Project period: Febuary 3rd May 28th 2003 Project group: 421 Group members: Andreas Popp Esben Theill Christiansen Michael Smed Kristensen Michael P. Nielsen Steffen Holst Svend Aage Vedstesen Supervisor: Morten V. Fjordback Publications: 9 Pages in Main report: 128 Appendix: 86 Finished: May 28th 2003 Abstract This report contains documentation for development and design of a digital dictating machine (DM) based on a Motorola processor. The development of the DM is based on the "Struktureret Program Udvikling" method. The DM is a prototype and it is possible to record messages in three different qualities, with upper cut-off frequencies at either 1.7 khz, 3.4 khz or 6.8 khz. The messages are saved on the DM s internal memory. It is then possible to play the messages on the device. The DM also provides opportunities such as deleting, fast forwarding and rewinding. It is also possible to pause the recording or playing of a message. On the display it is possible to get information about actual time in message, message number, remaining time in memory etc. The system makes it possible to transfer recorded messages to a PC via a communication protocol based on the RS232C standard. The messages are then converted to the "wave" file format. After a successful transfer of the messages they are deleted from the DM and it is then possible to change the sound quality in which the messages are recorded on the DM. The DM only works in the lowest quality and not as intended in the higher sound qualities. The reason why the dictating machine does not work as intended could be that the interrupt routine takes too long to execute the code.

5

6 Forord Denne projektrapport er udarbejdet af gruppe 421 på Institut for Elektroniske Systemer ved Aalborg Universitet. Den er skrevet som dokumentation for det udførte arbejde på 4. semester. Rapporten omhandler analyse, design, konstruktion og test af en digital diktafon opbygget omkring et mikrodatamatsystem. Rapporten er bygget op omkring Struktureret Program Udvikling, og der er forsøgt at bevare denne struktur gennem hele rapporten. Rapporten henvender sig primært til vejleder samt medstuderende og andre med interesse for mikrodatamatsystemer. Rapporten starter med en problemanalyse, som munder ud i en kravspecifikation og en accepttest. Denne anvendes til at designe både hardware og software til den digitale diktafon. Efter hovedrapporten følger appendiks, testrapporter og til sidst komponentliste, placeringstegning og diagrammer. Aalborg d. 28. maj 2003 Andreas Popp Esben Theill Christiansen Michael Smed Kristensen Michael P. Nielsen Steffen Holst Svend Aage Vedstesen i

7 Forord Læsevejledning Det er tilstræbt at overholde ISO1000-standarden med hensyn til angivelse af elektriske symboler, enheder mm. Desuden gælder følgende: Tabel-, figur- og formelhenvisninger er skrevet som kapitel.nummer, hvornummer er et fortløbende nummer, for henholdsvis tabeller, figurer og ligninger i det pågældende kapitel. Kildehenvisninger er skrevet i firkantede parenteser med et indeks og årstal, samt eventuelt en sidehenvisning. Yderligere oplysninger om en kilde kan findes i litteraturlisten på side123, hvor kilderne er listet i alfabetisk rækkefølge efter forfatterens efternavn. Ordforklaringer ses i ordlisten på side 201. Første gang et ord fra listen nævnes, er dette indikeret ved at ordet er understreget, f.eks. ABEL. Benyttede datablade er findes som pdf-filer på den vedlagte cd-rom. Program Kode er, hvad enten det er C-, Assembler- eller ABEL-kode, vedlagt på cd-rom. Tilstandsmaskiner: "*"anvendes til at angive den næste tilstand i en tilstandsmaskine. Diagrammer ses bagerst i rapporten under Komponentliste og diagrammer. Hvis der henvises til diagram A, B eller C, menes der disse diagrammer. Software-moduler angives med modulnavn. Derved er det let at se, at der er tale om navnet på et modul. Elektriske symboler såsom modstande, transistorer osv. er indekseret som modulforkortelse.komponentnummer/symbol, hvorkomponentnummer/symbol er unikt for den ene komponent i modulet. Modulforkortelserne ses i ordlisten på side201. Hvis komponenter er angivet uden modulforkortelse, er der tale om generelle formler eller komponenter, som er ens gennem hele rapporten. Digital- og analog stel/forsyning angives med symboler på figuren herunder. Digital stel Analog stel Digital forsyning Analog forsyning Målinger med prober: Med mindre andet er angivet er referencen stel. I det tilfælde andet ikke er angivet optræder proben som belastingen. ii

8 Indholdsfortegnelse 1 Indledning 1 I Problemanalyse 3 2 Foranalyse Formål Analyse Nye ideer Systemdefinitioner Kravspecifikation Indledning Generel beskrivelse Specifikke krav Krav til eksterne grænseflader Krav til systemets ydelse Kvalitetsfaktorer Accepttest-specifikation Indledning Testemner Testdesign II Design af diktafon 31 5 Systemdesign Systemoversigt Funktionsoversigt iii

9 Indholdsfortegnelse 5.3 HW/SW opdeling HW/SW grænseflader Hardwaredesign Strukturdesign Modulgrænseflader Modulernes interface Softwaredesign Programdesign Procesdesign/modulopdeling Afspil_styring Optag_styring System_kontrol Display_status Display_styring Kval_data_overfør Pc-software III Hardware-design 63 8 CPU-modul Funktionsoversigt Løsningsmuligheder Design af CPU-modul Test Delkonklusion Hukommelsesmodul Funktionoversigt Løsningsmuligheder Design af hukommelsesmodul RS232-modul Funktionoversigt Design af RS232-modul iv

10 Indholdsfortegnelse 10.3 Delkonklusion Mikrofonmodul Funktionsoversigt Design af mikrofonmodul Test Delkonklusion Kvalitetsmodul Funktionoversigt Løsningsmuligheder Design af kvalitetsmodul Simulering Test Delkonklusion Højttalermodul Funktionsoversigt Design af Højttalermodul Test Delkonklusion Knapmodul Funktionsoversigt Design af knapmodul Test Delkonklusion Displaymodul Funktionsoversigt Design af displaymodul Delkonklusion IV Software-design Softwareimplementation 113 v

11 Indholdsfortegnelse 16.1 Struktur af programmeringsfiler Struktur af headerfil Implementering af tilstandsdiagram og flowdiagrammer Diktafon Pc-sofware Delkonklusion Acceptest Konklusion 121 Litteraturliste 123 V Appendiks 129 A Sampling- og rekonstruktionsteori 131 B Timing af CPU 135 C Interrupt 140 D Filterberegning til højpasfilter 142 E Wave-filformat 145 F Seriel kommunikation 149 G Protokol 153 VI Testrapporter 157 I CPU-modul 159 II Mikrofonmodul 166 III Kvalitetsmodulet 179 IV Højttalermodul 185 V Knapmodul 189 vi

12 Indholdsfortegnelse VI Integration af hardware 195 VII Pc-software 198 Ordliste 201 VII Komponentliste og diagrammer 205 vii

13

14 Kapitel 1 Indledning En diktafon anvendes i mange professionelle henseender. Den anvendes blandt andet af læger, der i stedet for at skrive direkte i patienters journaler dikterer tilføjelser. Disse tilføjelser bliver da senere indskrevet af en sekretær. Optagelserne som sekretæren skal indskrive, er ofte gemt på analoge kassettebånd. Disse bånd bliver med tiden slidte, hvilket medfører en forringet lydkvalitet. Disse problemer ønskes forbedret, og lyden kunne med fordel gøres digital, og gemmes på diktafonen uden brug af bånd. Det indtalte vil da kunne overføres til en pc via en dockingstation. Dermed undgår man at skulle lagre det indtalte på kassettebånd. Dette fører til følgende initierende problem for projektet: Hvordan konstrueres en digital diktafon med pc-dockingstation? 1

15

16 Del Problemanalyse I 3

17

18 Kapitel 2.1 Formål 2 Foranalyse Formålet med foranalysen er at analysere problemstillingen, for at skabe overblik og derefter opstille en kravspecifikation og en acceptestspecifikation. Disse anvendes derefter til struktureret at udvikle en diktafon, der skal overholde kravspecifikationen. Dette påvises, ved at diktafonen opfylder acceptestspecifikationen. 2.2 Analyse Situationsbeskrivelse Situationsbeskrivelsen tager udgangspunkt i en tænkt situation på et hospital. En diktafon anvendes blandt andet på et hospital, hvor lægen dikterer, hvad der skal skrives ind i patientens journal. En sekretær skriver senere det dikterede ind i journalen. Disse oplysninger kan en sygeplejerske eller en anden læge anvende i behandlingen af patienten. Dette rigt billede af dette er vist på figur 2.1. Læge Sekretær Behandling Instruktioner Tale Diktafon Instruktioner Afspiller Bånd Tale Indtastning PC Undersøgelse Tilhørsforhold Journal Patient Behandling Sygeplejerske Figur 2.1: Rigt billede af diktafonen i anvendelse på et hospital. De ikke-brudte streger angiver informationsveje. De stiplede linier angiver f.eks. en behandling af patienten. 5

19 Kapitel 2. Foranalyse Arbejdsgangen hvori selve diktafonen indgår er vist på figur2.2. Denne er vist generelt således, at det ikke nødvendigvis kun benyttes på et hospital, men også kunne være hos f.eks. en advokat. Brugeren giver instruktioner til diktafonen ved f.eks. at aktivere optagefunktionen, så der kan indtales beskeder på diktafonen. Dernæst sker der en overførsel af beskeder til afspilleren via et bånd. Sekretærens opgave er nu at omsætte beskeden, som evt. kun består af stikord, til tekst. Dette foregår ved at sekretæren giver instruktioner til afspilleren, hvorved beskeden afspilles. Sekretæren kan samtidig indtaste beskeden på en pc. Der kan opstå problemer eller tab af dyrebar tid, hvis der er flere beskeder på det samme bånd. Skal sekretæren finde én bestemt besked, skal han/hun spole frem eller tilbage for at finde det rigtige sted på båndet. Dette skyldes, at informationen på det analoge bånd kun er indtalt lyd og dermed en uopdelt informationsstrøm, hvor det ikke er muligt at adskille to beskeder. Bruger Instruktioner Instruktioner Sekretær Tale Diktafon Bånd Afspiller Tale Indtastning PC Figur 2.2: Arbejdsgangen hvori diktafonen indgår. For at skabe overblik listes processer, strukturer og problemer fra figur2.2: Processer instruktioner til diktafon (optag, stop m.m.) tale til og fra diktafon instruktioner til afspiller (afspil, spol og stop) tale fra afspiller til sekretær indtastning på pc Strukturer brugeren dikterer til eller aflytter diktafonen (anvendelse) sekretæren lytter til båndet fra diktafonen (anvendelse) sekretæren tilføjer data til journalen via indtastning på pc en (produktion) Problemer det tager lang tid at springe mellem beskederne på diktafonen det er svært at finde én bestemt besked der kan opstå "båndsalat" slidte bånd giver dårlig lydkvalitet 6

20 2.3. Nye ideer 2.3 Nye ideer For at kunne komme med nye ideer til produktet kan man betragte forbilleder som f.eks. tilsvarende produkter. Desuden kan der kigges på såkaldte metaforer, som er produkter, der har funktioner, som kan tænkes benyttet i forbindelse med en digital diktafon Forbilleder Et forbillede kan være en analog diktafon. Denne har knapper, som brugeren kan anvende til at styre diktafonen med. Disse knapper er: Optag Afspil Stop Pause Spol frem/tilbage Volumenkontrol Det optagede gemmes på analoge bånd. Et minimumsystem til en diktafon ville være, at brugeren har mulighed for at optage og stoppe en optagelse, og senere ville kunne afspille det på diktafonen eller et andet apparat, dette kræver en form for hukommelse. De andre knapper (funktioner) er ikke strengt nødvendige, men kan gøre diktafonen mere brugervenlig. Andre forbilleder er digitale diktafoner fra f.eks. producenten Olympus. Der ses på modellen VN-3600, som er en lille digital diktafon mmµ [VN-3600, 2003]. Diktafonen har 3 optagekvaliteter, som giver mulighed for opbevaring af minutters diktat. Kvaliteten afhænger af båndbredden og denne har betydning for samplingsfrekvensen. Det er muligt at tænde og slukke for diktafonen, for at spare på strømmen, når den ikke anvendes. På diktafonen er et lille display, som bl.a. giver mulighed for at se nummeret på den besked, som indtales eller afspilles. Det er muligt at springe mellem de forskellige beskeder, ligesom indtalte beskeder let kan slettes fra hukommelsen. Denne diktafon har den fordel, at den er mindre end de fleste analoge diktafoner, da den ikke er begrænset af de analoge bånds fysiske størrelse. Desuden kan den også indholde mere taletid end almindelige diktafonbånd, hvor de største kan indholde 180 minutter. Den helt store fordel frem for analoge diktafoner er, at der let kan skiftes mellem forskellige beskeder Metaforer En MP3-afspiller/optager har mange af de samme funktioner som en digital diktafon. Dens formål er også at gemme lyddata, så de senere kan afspilles. MP3-afspilleren adskiller sig dog fra diktafonen ved, at den er lavet til gengivelse af musik. En MP3-afspiller kan endvidere spole 7

21 Kapitel 2. Foranalyse i sangene og kan tilsluttes en pc, så MP3-filer kan overføres fra pc en til MP3-afspilleren. MP3- afspilleren har desuden mulighed for at slette samtlige sange. Telefonen er også en god metafor, da denne kan gengive lyd i en forståelig kvalitet. Det er normalt muligt at forstå, hvad personen i den anden ende siger. Telefoner anvender frekvensbåndet Hz [Langford-Smith, 1997, side 630]. Da kvaliteten i en telefon er forståelig, tages der udgangspunkt i denne. Der benyttes desuden to andre frekvensbånd, et med den dobbelte og et med den halve øvre frekvens. Se næste afsnit for begrundelse. Talegenerering Det følgende er baseret på [Strong/Plitnik, 1992, side ]. Tale genereres ved lungerne, stemmebåndene og luftrøret, disse kaldes tilsammen for kilden. Det er stemmebåndenes vibrationer, når det kommer luft gennem dem, der giver lydens grundfrekvens. Lydens grundfrekvens varieres ved forskellige muskelspændinger i stemmebåndene. Når lyden kommer ud gennem svælget, munden og næsehulrummet, der tilsammen kaldes vokaltragten, skabes harmoniske overtoner 1, der sammen med grundfrekvensen giver lyd. For at øret skal opfatte lyden korrekt, er det vigtigt, at frekvensindholdet i talesignalet bibeholdes, hvorimod det ikke er vigtigt med fasebevarelse. Det har altså ingen betydning for en korrekt tolkning, at talesignalet inverteres [Crocker, 1998, side ]. Tale ligger i frekvensområdet Hz[Langford-Smith, 1997, side 630]. I tabel 2.1 ses sammenhængen mellem de valgte frekvensområder og beregnet tab i artikulation. Artikulation af tale er defineret som den procentdel af stavelser som bliver fortolket korrekt [Langford-Smith, 1997, side 628]. Det ses, at den højeste kvalitet bevarer en stor del af talen, hvorimod der går meget tabt i den dårligste kvalitet. Nedre frekvens Øvre frekvens Tab i artikulation 300 Hz 1,700 khz 41% 300 Hz 3,400 khz 12% 300 Hz 6,800 khz 4% Tabel 2.1: Sammenhængen mellem båndbredde og beregnet tab i artikulation ved tale [Langford-Smith, 1997, side 628]. Samplingsfrekvenser Ud fra de tre øvre frekvenser fra tabel 2.1 og teorien fra appendiks A, kan tre samplingsfrekvenser fastlægges. Samplingssætningen siger, at samplingsfrekvensen skal være mindst dobbelt så høj som den øvre frekvens i det samplede; derfor fastlægges de tre samplingsfrekvenser for 1 Harmoniske overtoner er givet ved f harm N f grund, hvor N er de naturlige tal. 8

22 2.4. Systemdefinitioner 1,700 khz, 3,400 khz og 6,800 khz til henholdsvis 4,000 khz, 8,000 khz og 16,000 khz, da disse overholder samplingssætningen. Bitopløsning Med hensyn til bitopløsning, ved A/D-konvertering, skal signal/støjforholdet være minimum 27 db, for at der er forståelig tale uden tab i udtale [Witten, 1982, side 46]. Dette ønskes overholdt i diktafonen. Signal/støjforholdet for tale udregnes ved ligning2.1, hvor σ x X m 4, B er bitopløsningen, X m er det spændingsområde, hvori man arbejder og SNR er signal/støjforholdet i db [Oppenheim/Schafer, 1999, ligning 4.124, side ] 12 2 SNR 2B σ 2 x 10 log X 2 m B X 2 m 10 log Xm 2 10 log 4 22B (2.1) Derved kan den mindst tilladelige bit-opløsning i diktafonen udregnes til 5 ved ligning log B B B ln µ (2.2) 2 ln 2µ Opsummering Udfra forbillederne og metaforerne kan der uddrages egenskaber, som ville kunne overføres til den konstruerede diktafon; enten direkte eller med modifikationer. En analog diktafon har mulighed for at optage, afspille, stoppe, spole frem/tilbage og justere volumen under afspilning. Det vil være praktisk hvis brugeren kunne spole i beskederne for at kontrollere korrektheden af det tidligere indtalte. Den digitale diktafon har mulighed for at optage med forskellige lydkvaliteter. Dette giver brugeren god mulighed for selv at vælge mellem kvalitet/kvantitet. Desuden kan VN-3600 skifte mellem de indtalte beskeder, hvilket kan spare meget tid. Der kan desuden også tændes og slukkes for diktafonen. MP3-afspilleren har udover den digitale diktafon mulighed for at slette i beskederne. Implementerer man denne funktion i en diktafon, har man mulighed for at overspille en forkert indtalt besked. Det kunne være hensigtsmæssigt, hvis beskeder på diktafonen kunne overføres til en pc via en dockingstation, således at det ikke er nødvendigt at have diktafonen, for at aflytte beskeder. 2.4 Systemdefinitioner Set fra indtalerens side: En digital diktafon skal bruges til indtaling af mine beskeder. Diktafonen skal kunne gemme op til 60 minutters tale i dens hukommelse, og jeg skal kunne aflytte beskederne for at høre, om de er rigtige. Det skal være muligt at sætte diktafonen i en lader og samtidigt forbinde den til en pc, således at den bliver opladt og beskederne bliver overført til en pc. 9

23 Kapitel 2. Foranalyse Set fra sekretærens side: En digital diktafon skal tilsluttes en pc, så jeg kan hente beskederne ind på min pc. Beskederne skal have et kendetegn, så jeg ved, hvilken journal jeg skal skrive, og være i en sådan kvalitet, at jeg kan forstå, hvad der bliver sagt. Set fra udviklerens side: Hukommelsen skal bestå af RAM til de indtalte beskeder og ROM til styreprogrammet. Det skal være muligt at ændre antallet af minutters tale i hukommelsen ved at ændre på optagekvaliteten. Den skal som standard arbejde i frekvensområdet op til 3,400 khz. Beskederne skal nummereres fortløbende. Diktafonen skal via en RS232C-forbindelse tilsluttes en computer. 10

24 3 Kravspecifikation Kapitel 3.1 Indledning Formål Formålet er at udvikle et prototypesystem bestående af en digital diktafon med dockingstation til en pc. Der skal kunne optages beskeder fra brugeren og disse skal kunne overføres til en pc. Der vil senere kunne blive korrigeret i kravspecifikationen, hvis det i design eller testfasen viser sig, at krav ikke er dækkende eller ikke er realiserbare Referencer Kravspecikationen er udarbejdet på grundlag af foranalysen i kapitel Læsevejledning Der startes med en generel beskrivelse af systemet. Dernæst vil de mere specifikke krav blive præsenteret. Krav til systemets grænseflader, ydelse og til sidst kvalitetsfaktorer vil blive præsenteret. 3.2 Generel beskrivelse Systembeskrivelse En overordnet skitse af systemet ses på figur 3.1. Den digitale diktafon skal kunne optage beskeder indtalt af brugeren. Beskederne skal kunne overføres til en pc. Ydermere skal det være muligt for brugeren at høre en allerede indtalt besked. Det skal være muligt at skifte mellem de indtalte beskeder, slette den sidst indtalte besked og spole i en besked. Instruktionerne til diktafonen skal foregå ved hjælp af trykknapper. Funktionerne og knapperne er beskrevet i det følgende afsnit. 11

25 Kapitel 3. Kravspecifikation PC Diktafon- System Figur 3.1: Skitse af diktafonsystemet koblet op til pc Systemets funktion Den digitale diktafon skal kunne optage og afspille beskeder. Derudover skal beskederne kunne overføres til en pc og aflyttes derpå. Der skal kunne gemmes 60 minutters tale på diktafonen. Dette kan gøres i én eller flere beskeder, dog maksimalt 20. Diktafonen skal som standard benytte frekvensområdet 300 Hz til 3,4 khz. De funktioner brugeren skal have mulighed for at udføre ved hjælp af knapper, placeret på diktafonen, ses i tabel 3.1. Tabellen definerer navnet på en bestemt knap, dens symbol og giver en beskrivelse af funktionen for denne knap. Ideerne til disse funktioner stammer fra afsnit Der indføres desuden to virtuelle knapper, som kan påvirkes på pc en. Disse er vist i tabel3.2. Knap Symbol Beskrivelse Optag 01 Start optagelse af ny besked Stop Afspil Pause Næste besked Foregående besked Spol frem Spol tilbage Slet Stop optagelse eller afspilning Afspil valgt besked Stopper afspilning/optagelse midlertidigt Skifter til næste besked Skifter til foregående besked Spoler frem i beskeden Spoler tilbage i beskeden Sletter sidst indtalte besked Reset R Sletter alle beskeder Tænd Slutter/afbryder strømmen Tabel 3.1: Knapper, deres symbol og beskrivelse af deres funktion på diktafon. Der skal overholdes krav om, at diktafonens lydkvalitet er tilstrækkelig til talegengivelse. Dette 12

26 3.2. Generel beskrivelse Knap Symbol Beskrivelse Skab forbindelse pc Opretter forbindelse til diktafonen Afbryd forbindelse pc Afbryder forbindelsen til diktafonen Tabel 3.2: Virtuelle knapper, deres symbol og beskrivelse af deres funktion på pc en. opnås ved benyttelse af de frekvensområder, som er angivet i tabel 2.1. Derfor skal det være muligt at skifte mellem disse frekvensområder. Brugeren skal have mulighed for at justere volumen af det, der afspilles på diktafonen Systemets begrænsninger Systemet skal ikke kunne konvertere lyd til skrevet tekst. Dette kan overlades til andet software på pc en, hvis det ønskes. Knapperne til fremspoling og tilbagespoling skal kun være anvendelige ved aflytning af beskederne, der skal altså ikke være mulighed for at spole i en besked og optage fra et sted, hvor man f.eks. har indtalt noget forkert eller lignende. Tænd-knappen implementeres ikke i praksis, da der benyttes en laboratoriestrømforsyning. Taletiden begrænses af den mængde hukommelse, som udleveres i komponentudleveringen. Opsætningen af talekvaliteten kan kun styres fra pc, når diktafonen er i dockingstationen. Talekvaliteten kan ikke ændres mellem forskellige beskeder på diktafonen Systemets fremtid Systemet vil i fremtiden kunne blive forbedret med indførsel af talegenkendelse, der derved kunne oversætte de indtalte beskeder til tekst. Det skal gøres muligt at spole frem og tilbage i beskederne og fortsætte indtalelse fra et bestemt sted i en allerede indtalt besked. Diktafonen kan indeholde en større mængde hukommelse. Opsætningen af talekvalitet skal kunne ændres til hver besked, og det skal være muligt at gøre det direkte på diktafonen Brugerprofil Brugerne forventes at være mennesker, der i forbindelse med deres arbejde har brug for at kunne diktere beskeder til senere indskrivning i journaler/dokumentation. Det er ikke nødvendigvis den samme person, som indtaler beskeden, der også renskriver journalen/dokumentationen. Det forventes ikke, at brugeren har forudgående kendskab til diktafonen, dvs. produktets betjening bør være enkel efter læsning af manual. 13

27 Kapitel 3. Kravspecifikation Krav til udviklingsforløbet Overordnet skal SPU-modellen anvendes [Biering-Sørensen m. fl., 1996]. Der skal med den færdige prototype udarbejdes en rapport, som minimum indeholder: Design Denne dokumentation skal benyttes som dokumentation for designprocessen, så det bliver lettere at videreudvikle produktet. Accepttest Denne specifikation benyttes til en senere test af systemet, for at afgøre om kravspecifikationen er opfyldt Omfang af kundeleverance Da dette produkt er en prototype, skal produktet ikke direkte leveres til en kunde. Der skal ved projektaflevering afleveres en rapport indeholdende dokumentationen beskrevet i afsnit Hvis produktet blev udviklet til et færdigt slutbrugerprodukt, skulle hardwaredelen samt pcsoftware udleveres til kunden. Desuden skulle kunden have udleveret brugerdokumentation, dvs. brugervejledning og installationsvejledning Forudsætninger Det forudsættes, at diktafonens hardwaredel baseres på en Motorola mikroprocessor. Pcsoftwaren udvikles, så den kan benyttes på en pc med operativsystemet Linux. Kommunikation mellem diktafon og pc forudsættes at foregå gennem en RS232C-forbindelse med en baud-rate på 115,2 kbps. Pc-softwaren skal skrive en wave-fil til hver af de indtalte beskeder på diktafonen. Pc-softwaren skal skrives i programmeringssproget C. Software på diktafonen skal skrives i Assembler og C. 3.3 Specifikke krav Definitioner Enheder Diktafon Pc Variable For at opnå brugervenlighed kan der opstilles variable, som dækker over enten oplysninger eller fejlmeddelelser til brugeren. De variable, som indgår i visningen på displayet er vist i tabel

28 3.3. Specifikke krav Variabel Fejl/status Besked nummer Antal beskeder Tid i besked Længde af besked Resterende tid i hukommelsen Beskrivelse Her vises, hvilken tilstand diktafonen er i. Tilstandene er vist i tabel 3.5. Er der sket en fejl, vises der en fejlmeddelse i stedet. Fejlene er vist i tabel 3.4. Det aktuelle besked nummer. Det totale antal beskeder, som er gemt i diktafonens hukommelse. Det antal sekunder, som optageren/afspilleren er inde i den aktuelle besked. Den totale længde af den aktuelle besked. Det antal minutter og sekunder, der er tilbage i hukommelsen. Tabel 3.3: De variable beskeder, som kan vises i display på diktafonen. Desuden er der også 5 forskellige fejlkoder og 2 oplysninger, som kan gives til brugeren. Fejl 1-3 fremkommer på diktafonens display under statusinformation, mens fejl 4 og 5 samt oplysning 1 og 2 fremkommer på pc en. Disse er vist i tabel 3.4. Fejlene og oplysningerne er fremkommet naturligt under udviklingen af de flowdiagrammer, som systemet skal følge. Flowdiagrammerne findes i afsnit Tilstande Hermed menes, hvilke tilstande diktafonen kan være i, dvs. hvilken funktion diktafonen udfører. Tilstandene er beskrevet i tabel 3.5. Tilstandsdiagrammet for diktafonen findes på figur 3.2. Lovlige spring mellem tilstandene er fundet ved at sætte sig i brugerens sted, og derudfra bedømme den mest logiske sammenhæng mellem tilstandene samt ved udgangspunkt i afsnit2.3. Det er derfor kun de lovlige spring mellem tilstande, der er vist på figur Funktionelle krav De funktionelle krav vises ud fra brugerens synsvinkel, således at det er brugerens input, der får diktafonen til at ændre tilstand, og ændre beskeden på displayet. De funktionelle krav beskrives ud fra flowdiagrammer, og der tages udgangspunkt i tilstandsdiagrammet på figur3.2. Flowdiagrammerne vil fungere som specifikationer for systemet. I tabel 3.6 er der en forklaring af de symboler, der er anvendt i diagrammerne. For overskuelighedens skyld bliver nogle af tilstande forklaret på separate figurer. 15

29 Kapitel 3. Kravspecifikation Fejlkode/oplysning Fejl 1 Fejl 2 Fejl 3 Fejl 4 Fejl 5 Fejl 6 Fejl 7 Oplysning 0 Oplysning 1 Oplysning 2 Oplysning 3 Beskrivelse Ugyldigt knaptryk i aktuel tilstand. Hukommelsen er fuld. Ingen besked indtalt i hukommelsen. Der kunne ikke oprettes forbindelse til diktafonen. Beskederne kunne ikke hentes. Kommunikationsfejl! Beskederne kunne ikke slettet. Der er oprettet forbindelse til diktafonen. Ingen beskeder på diktafonen. Beskederne er hentet på diktafonen. Beskederne på diktafonen slettes. Beskederne er slettet på diktafonen. Tabel 3.4: Fejlkoder og oplysninger til brugeren. Fejl 1-3 kan vises på diktafonen. De resterende vises på pc en. R R pc pc pc 01 Figur 3.2: Tilstandsdiagram for diktafonen. Der ses de hændelser, forårsaget af knaptryk, som kan få diktafonen til at skifte tilstand. 16

30 3.3. Specifikke krav Tilstand Symbol Beskrivelse Stop Afspil Anvendes når diktafonen ikke er i gang med nogen funktioner, det kan f.eks. være efter reset eller afspilning. Anvendes når diktafonen har fået besked om, at den skal starte afspilning. Optag Anvendes når diktafonen har fået besked om at starte en optagelse. Næste besked Foregående besked Slet besked Anvendes når diktafonen skal skifte til næste besked. Anvendes når diktafonen skal skifte til foregående besked. Anvendes når diktafonen skal slette den sidste besked. Reset R Anvendes når diktafonen skal resettes, så alle beskeder slettes. Pause-optag Diktafonenen kan gå i denne tilstand, når den er i optagtilstanden. Pause-afspil Spol frem Spol tilbage Diktafonenen kan gå i denne tilstand, når den er i afspiltilstanden. Når diktafonen skal spole frem, går den i denne tilstand. Tilstanden kan kun forekomme, hvis diktafonen allerede er i afspil-tilstanden. Når diktafonen skal spole tilbage, går den i denne tilstand. Tilstanden kan kun forekomme, hvis diktafonen allerede er i afspil-tilstanden. Pc pc Når diktafonen har forbindelse til pc via RS232 forbindelse. Tabel 3.5: Diktafonens tilstande, deres symboler samt en forklaring af disse tilstande. 17

31 Kapitel 3. Kravspecifikation Symbol Navn Betydning cirkel Knap rektangel rektangel med bløde hjørner rhombe Efter dette symbol er systemet i den tilstand, som er angivet i cirklen (i dette eksempel "afspil"). Tilstanden ophører, når der bliver peget over i en ny cirkel. Angiver at der er sket et knaptryk. Med et knaptryk menes der enten et knaptryk på diktafonen eller et opkaldsforsøg fra pc en, når den er i dockingstation. Angiver en handling, som skal udføres af systemet. Et program på pc en startes eller afsluttes. Der foretages et boolsk valg. Er svaret "ja" fortsæt nedad, er svaret "nej" gå til højre eller venstre. Er der en eller flere knapper i rhomben, vil svaret være "ja", hvis det er en af de knapper, der blevet påvirket og "nej" hvis det ikke er nogen af dem. Tabel 3.6: Forklaring af de anvendte symboler i diagrammerne. Tænd/reset Påvirkes knappen tænd,, startes systemet og displayet tændes. Herefter går systemet i resettilstanden, R, hvor alle beskeder slettes. Herefter føres systemet over i stoptilstanden. Dette er vist på figur 3.3. Stop Tilstanden stop,, er den tilstand, som diktafonen altid vil vende tilbage til - en form for ventetilstand. Den bliver i denne tilstand, indtil brugeren trykker på en knap. Se figur

32 3.3. Specifikke krav Opstart Knaptryk? Nej Ja Tænd display R Slet alle beskeder R Nej Fejl R pc Ja Nej pc R Ja Nej pc Ja Ja Ja Nej Nej Ja Nej pc Figur 3.3: Power-on/reset for diktafonen. Figur 3.4: Stoptilstand for diktafonen. Afspil Tilstanden afspil,, starter med at afspille den valgte besked, indtil denne er færdig. Imens venter diktafonen på knaptryk fra brugeren, som kan få den til at gå ud af denne tilstand. De mulige knaptryk, og dermed tilstande, er pause, stop og spol frem/tilbage. Funktionen af disse og andre knapper er vist på figur 3.5. Ved spol frem/tilbage er det valgt, at beskeden afspilles fire gange så hurtigt. Optag For at starte en ny optagelse, skal der være ledig hukommelse. Hvis hukommelsen ikke bliver fuld, har brugeren mulighed for at pause eller stoppe optagelsen vha. knapperne, 00 og. Funktionerne er vist på figur

33 Kapitel 3. Kravspecifikation Findes besked? Ja Nej Fejl 3 Start Afspilning Knaptryk? Forsæt Afspilning Nej Ja Nej Fejl 1 Ja Nej Ja Nej Nej Stop Afspilning Ja Ja Fremspoling Tilbagespoling Pause i Afspilning Ja Besked ikke Slut? Nej Stop spoling Nej Ikke begyndelse af besked? Knaptryk? Nej Nej Ja Knaptryk? Ja Knaptryk? Nej Ja Nej Fejl 1 Ja Ja Nej Nej Fejl 1 Fejl 1 Ja Nej Ja Forsæt Afspilning Ja Ja Figur 3.5: Afspiltilstand for diktafonen. 20

34 3.3. Specifikke krav Hukommelse fri? Ja Ny besked Nej Fejl 2 Start Optagelse Fortsæt Optagelse Nej Hukommelse fri? Ja Knaptryk? Ja Nej Fejl 1 Nej Ja Nej Stop Optagelse Ja Pause i Optagelse Knaptryk? Nej Ja Nej Fejl 1 Ja Ja Fortsæt Optagelse Nej Figur 3.6: Optagtilstand for diktafonen. 21

35 Kapitel 3. Kravspecifikation Slet Hvis der findes beskeder i hukommelsen, slettes den sidst indtalte besked. Dette er vist på figur 3.7. Skift til næste/foregående nummer Findes der beskeder i hukommelsen, skiftes til henholdsvis den næste eller den foregående besked jf. figur 3.8. Dette kan være den samme besked, hvis der kun er én besked i hukommelsen. Hvis den aktuelle er den sidste kan der springes frem til den første besked og omvendt. Beskeder i hukommelse? Nej Fejl 3 Ja Nej Beskeder i hukommelse? Fejl 3 Ja Slet sidst indtalte besked Ja Gå til næste besked Nej Gå til forrige besked Figur 3.7: Sletning af beskeder for diktafonen. Figur 3.8: Skift til næste/foregående nummer for diktafonen. Pc Den digitale diktafon skal kunne komme i kontakt med en pc. Denne kontakt kan ses fra henholdsvis diktafonens og pc ens side. Forbindelsen skal kunne etableres fra pc en, hvorefter pc en overtager styringen af diktafonen og deaktiverer knapperne på diktafonen. Figur3.9 viser denne situation set fra diktafonen, når forbindelsen er etableret. Forbindelsen mellem diktafonen og pc en via RS232C-forbindelsen skabes fra pc en ved at eksekvere et program på pc en. På figur 3.10 ses flowet i dette program. Det bemærkes, at det er brugeren, som skal angive, om kvaliteten skal indstilles, samt hvad den evt. skal indstilles til vha. tastaturet. Data gemmes inde i en undermappe under brugerens eget hjemmebibliotek. Denne mappe, "diktafon", forudsættes at være på pc en. Modulet skal oprette et underbibliotek med aktuel dato og klokkeslæt, som navn, og alle beskeder vil blive placeret i denne. Beskederne skal gemmes i denne mappe med navnet "besked1.wav"for første besked "besked2.wav"for anden besked osv. 22

36 3.3. Specifikke krav Start program Opret forbindelse Forbindelse? Nej Fejl 4 Ja pc Er der data? Ja Nej Oplysning 1 Knapperne deaktiveres Hent indstilling og data Indstil kvalitet? Nej Styringen overgår til pc Data konverteres og gemmes Ja pc Nej Fejl 5 Nej Er data hentet? Indstilling foretages Ja Ja Styringen gives tilbage Slet data på diktafon Knapperne aktiveres Oplysning 2 Afslut program Figur 3.9: Kontakten mellem diktafon og pc set fra diktafonens side. Figur 3.10: Kontakten mellem diktafon og pc set fra pc ens side. 23

37 Kapitel 3. Kravspecifikation 3.4 Krav til eksterne grænseflader Brugergrænseflade Brugergrænsefladen på diktafonsiden ses på figur Brugeren skal betjene diktafonen via trykknapper. Den enkelte trykknap skal kun have én funktion. Der skal ikke anvendes menuer til at betjene diktafonen. Diktafonen skal kunne sluttes til dockingstationen ved at tilslutte et kabel til et stik på diktafonen. Via dockingstationen skal det være muligt for brugeren at downloade de indtalte beskeder til en pc. Dette skal gøres ved et interaktivt software-program på dansk. Programmet skal være tekstbaseret. Installation af hardware og software skal være veldokumenteret, så brugeren ikke kan misforstå fremgangsmåden. Dette vil dog ikke blive realiseret i dette projekt Statusinformation Resterende tid i hukommelsen Mikrofon Antal beskeder Besked nr. Længde af besked 01 Tid i besked Højttaler R Vol Figur 3.11: Brugergrænsefladen Hardwaregrænseflade Input til diktafonen er menneskelig tale og knaptryk. Diktafonen har også et input fra en strømforsyning. Desuden er der et kombineret input og output til/fra en pc via en RS232C-forbindelse. Output fra diktafonen er lyd via en højttaler Kommunikationsgrænseflade Kommunikationen mellem diktafon og pc skal overholde RS232C-standarden Software-grænseflade Pc-softwaren skal specificeres til at kunne fungere på en pc med styresystemet Linux. Softwaren på diktafonen skal fungere på en processor af typen MC

38 3.5. Krav til systemets ydelse 3.5 Krav til systemets ydelse Diktafonen skal kunne reagere på knaptryk indenfor 0,5 s, da det forventes, at dette er hurtigt nok til ikke at genere brugeren. Dvs. at optagelse skal starte indenfor 0,5 s efter tryk på optageknappen. Diktafonen skal mindst kunne lagre 2 minutters tale i den dårligste kvalitet, da der er tale om en prototype, hvor der kun skal demonstreres, at det er muligt at gemme tale. 3.6 Kvalitetsfaktorer Kvalitetsfaktorerne vægtes efter en 5 trins skala, hvor 1 er ukritisk og 5 er særdeles vigtigt. Pålidelighed tildeles værdien 3. De lagrede beskeder må ikke forsvinde ved brug af diktafonen i minimum 8 timers drift (svarende til ca. en arbejdsdag). Det forudsættes, at strømudfald ikke finder sted. Vedligeholdelsesvenlighed tildeles værdien 4, hvilket betyder at: placering af komponenter på boardet skal være overskuelig og let tilgængelig. der skal være dokumentation af komponentplacering og forbindelser. softwaren skal være overskueligt opbygget, dvs. ved brug af moduler, kommentarer til kode samt logisk navngivning af moduler, funktioner og variable. Udvidelsesvenlighed tildeles værdien 2, da der ikke ønskes en udvidelse af produktet efter semesteret er afsluttet. Brugervenlighed tildeles værdien 3, hvilket indebærer at: det skal fremgå tydeligt af knapperne, hvilken funktion de har. det skal fremgå af displayet, når der er fejlbetjening af diktafonen. det skal fremgå af displayet, hvilken tilstand diktafonen befinder sig i. Genbrugbarhed tildeles værdien 2. Den anvendte hardware skal kunne skilles ad og genbruges. Softwaremoduler m.m. skal kunne kopieres og genbruges i andre applikationer. Integritet tildeles værdien 2. Da prototypen har en stationær spændingsforsyning, er det acceptabelt, at lagrede beskeder samt indstilling af kvaliteten slettes ved strømsvigt eller udslag i forsyningen. Styreprogrammet må dog ikke kunne slettes. Sikkerhed tildeles værdien 1, da det kun er en prototype og der ikke er andre end projektgruppen, der anvender den. Laboratoriereglerne skal dog overholdes. Hvilket vil sige: Ingen DC spændinger over 60 V Ingen AC spændinger over 25 V Funktion tildeles værdien 4, da det er vigtigt, at diktafonen gør det, man ønsker. Det vil sige, at systemet skal følge flowdiagrammerne i afsnit

39 Kapitel 4 Accepttestspecifikation 4.1 Indledning Formål Formålet med en accepttest er at have dokumentation for, at kravspecifikationen er opfyldt Omfang og begrænsning Accepttesten er udfærdiget på baggrund af kravspecifikationen i kapitel3. De enkelte testemner begrundes med referencer til kravspecifikationen. Accepttesten skal omfatte hele produktet, men der udfærdiges ikke testdesign for samtlige testemner, da dette er trivielt. Der udarbejdes i stedet en skabelon samt en uddybning af et enkelt testemne. Test af de andre testemner foregår analogt hermed Godkendelse Det er projektgruppen, som skal godkende produktet og vurdere, om det lever op til de opstillede krav. For at produktet kan blive godkendt, skal acceptesten være udført, hvor alle punkter i denne er godkendt. 4.2 Testemner Testemnerne deles op i fire grupper, da dette vil gøre det lettere at overskue. Efter hver test er der i parentes angivet hvor kravet findes til den pågældende test Funktionsmæssige emner 1. Dækker diktafonen det krævede frekvensen område? (afsnit2.3) 26

40 4.2. Testemner 2. Samples der med de korrekte frekvenser? (afsnit 2.3) 3. Kan man afspille en besked på diktafonen? (Figur3.5) 4. Kan man indtale en besked på diktafonen? (Figur3.6 og afsnit 3.3.2) 5. Melder diktafonen fejl, hvis hukommelsen er fuld? (Afsnit3.3.1) 6. Kan der afspilles forståelig tale fra diktafonen? (Afsnit3.2.2 og tabel 2.1) 7. Kan der minimum opbevares 2 minutters tale i diktafonens hukommelse? (Afsnit3.5) 8. Kan der spoles frem og tilbage i beskeder? (Figur 3.5) 9. Kan der skiftes til foregående og næste besked? (Figur3.8) 10. Kan den sidst indtalte besked slettes fra diktafonen? (Figur3.7) 11. Er det muligt at slette alt gemt lyddata ved tryk på reset-knappen? (Figur3.3) Kommunikation med pc 12. Kan softwaren benyttes på en pc med styresystemet Linux? (Afsnit3.4.4) 13. Kan der kommunikeres med en pc med en RS232C-forbindelse? (Afsnit 3.4.3) 14. Kan talekvaliteten ændres fra pc en? (Afsnit 3.2.3) 15. Kan de indtalte beskeder overføres til en pc og konverteres til en wave-fil? (Figur3.9 og 3.10) 16. Slettes diktafonens hukommelse ved succesfuld dataoverførsel til pc en? (Figur 3.9 og 3.10) Brugerinterface 17. Reagerer diktafonen på knaptryk indenfor 0,5 s? (Afsnit3.5) 18. Viser diktafonens display hvilken funktion, der er aktiveret? (Afsnit3.3) 19. Giver diktafonen de korrekte fejlmeddelser ved fejlbetjening? (Afsnit3.3.1) 20. Aktiveres den ønskede funktion ved tryk på tilhørende knap? (Afsnit3.2.2 og tabel 3.1) 21. Viser displayet alle de krævede informationer? (Tabel3.3 og 3.4) Kvalitetskrav Integritet 22. Slettes lagrede beskeder på diktafonen ved strømsvigt på denne? (Afsnit3.6) 27

41 Kapitel 4. Accepttest-specifikation Pålidelighed 23. Kan diktafonen opbevare indtalte beskeder i minimum 8 timer uden strømsvigt? (Afsnit 3.6) Vedligeholdelsesvenlighed 24. Er der kommentarer til funktioner i software? (Afsnit3.6) 25. Er komponentplacering og ledningsforbindelser dokumenteret? (Afsnit3.2.6 og 3.6) Brugervenlighed 26. Fremgår det af knapperne, hvilken funktion de har? (Afsnit3.6) Genbrugbarhed 27. Kan hardwaren skilles ad og genanvendes? (Afsnit3.6) 28. Er softwaren opbygget i moduler? (Afsnit 3.6) Sikkerhed 29. Anvendes der kun DC spændinger under 60 V? ( Afsnit3.6) 30. Anvendes der kun AC spændinger under 25 V? (Afsnit 3.6) Funktion 31. Følger systemet flowdiagrammerne? (Afsnit og 3.6) 4.3 Testdesign For at udføre test 1 til 23 skal diktafonen være tændt. De nødvendige forudsætninger skal være opfyldt, før testen startes. Et eksempel kunne være, at der skal være lagret beskeder på diktafonen, før en af disse skal afspilles (test 3). For at udføre test 24 til 30 skal der generelt kigges i den medfølgende dokumentation til diktafonen for at afgøre, om testen bliver udført korrekt. Eksempelvis test28, hvor der skal undersøges i programkoden, om denne er opbygget i moduler. Test 31 udføres ved at teste diktafonens funktion vha. flowdiagrammerne. Herefter følger et eksempel på, hvordan en test kunne se ud. Det valgte testemne er nr.4. Denne test finder sted ud fra flowdiagrammet på figur Testspecifikation for test 4 - Kan man indtale en besked på diktafonen? Udgangspositionen for denne test er stoptilstanden. Der er desuden tre mulige startscenarier; der er fri plads i hukommelsen, hukommelsen er fuld eller der er lagret 20 beskeder i hukommelsen. 28

42 4.3. Testdesign Scenarie Fri plads i hukommelsen Hukommelse fuld Forventet resultat Ny besked oprettes og optagelse starter Fejl 2 skrives ud i displayet og diktafonen går i stoptilstand 20 beskeder i hukommelsen Fejl 2 skrives ud i displayet og diktafonen går i stoptilstand Efter påbegyndt optagelse skal diktafonen kontrollere, om der foretages et knaptryk eller hukommelsen bliver fyldt op. Scenarie Fri plads i hukommelsen Hukommelse fuld Forventet resultat Optagelse fortsætter Fejl 2 skrives ud i displayet og diktafonen går i stoptilstand Ved knaptryk kontrolleres om det enten er pause- eller stopknappen, der er blevet påvirket. Scenarie Pauseknappen påvirkes Stopknappen påvirkes Andet knaptryk Forventet resultat Optagelsen pauses Optagelsen stoppes og diktafonen går i stoptilstand Fejl 1 skrives ud i displayet og optagelsen fortsættes I pausetilstanden afventer diktafonen et knaptryk. Ved knaptryk kontrolleres om det enten er optag, pause- eller stopknappen, der er blevet påvirket. Scenarie Optageknappen påvirkes Pauseknappen påvirkes Stopknappen påvirkes Andet knaptryk Forventet resultat Optagelsen fortsættes Optagelsen fortsættes Optagelsen stoppes og diktafonen går i stoptilstand Fejl 1 skrives ud i displayet og optagelsen forbliver pauset Opnås de forventede resultate,r kan der indtales en besked på diktafonen og testen anses som værende opfyldt. De resterende testcases udføres på ligende vis. 29

43

44 Del Design II af diktafon 31

45

46 Kapitel 5 Systemdesign På baggrund af foranalysen og kravspecifikationen opstilles et overordnet systemdesign, som siden opdeles i HW-ogSW-design. I dette systemdesign gives en systemoversigt, der indeholder de interagerende dele i det samlede system samt kommunikationen mellem disse, altså en oversigt over interne og eksterne grænseflader. Herefter opstilles der, udfra systemoversigten, en funktionsoversigt baseret på kravspecifikationen. Denne funktionsoversigt beskriver systemets hovedfunktion og tilhørende underfunktioner og deres indbyrdes kommunikation. Udfra funktionsoversigten opdeles systemet i en HW- og SW-del, og disses grænseflader defineres. 5.1 Systemoversigt På figur 5.1 ses diktafonsystemets I/O-relationer med bruger og pc. Figuren er opstillet i forhold til kravspecifikationens afsnit Pc slette beskeder beskeder Pc kvalitetsindstilling tale Diktafon tale Bruger trykknapper display Bruger Input Output Figur 5.1: I/O-relationer for diktafonsystemet 5.2 Funktionsoversigt Funktionsoversigten skal udfærdiges udfra tilstandsdiagrammet for diktafonen på figur 3.2. Funktionsoversigten ses på figur 5.2, og beskriver systemets funktioner og kommunikationen 33

47 Kapitel 5. Systemdesign mellem dem. Funktionerne fremkommer fra kravspecifikationen og systemoversigten. F.eks. fremkommer RS232-interfacet ud fra forudsætningerne i kravspecifikationens afsnit Display_styring kommer fra tabel 3.3. Fra systembeskrivelsen, afsnit 3.2.1, kommer Knapper, som er et sted, hvor data opstår. De øvrige funktioner tager analogt hermed udgangspunkt i kravspecifikationen. Implementeringen af flowkontrol vha. interrupt er gjort med System_kontrol. Denne funktion bestemmer udfra funktionernes interrupt-niveau, hvilke funktionskald, der er gyldige i de forskellige tilstande. Som understøttelse til funktionsoversigten er der tabellerne 5.1 og 5.2, som beskriver hhv. systemets funktioner og systemets registre. Pc-SW Data Knap_ styring Knapsignal Knapper Knaptryk Bruger Visuel infomation Operativsystem Instr. Data Knap_status Instr. Display_status Display Data Display_status Display_ styring Bruger Diktafon- program Instr. Infomation Data pc Instr. Lyddata Instr. Kval Data RS232-interface Kval_data_ overfør Kval System_ kontrol Instr. Diktafon-SW HW Optag_ styring Lyddata Lyddata Lyddata Instr. Kval Lyddata Info Instr. Data Instr. Afspil_ styring Kval. Kvalitet_status Højttaler_ styring Lyddata Instr. Instr. Kval. CLK Højttalerspænding Instr. Kvalitet_ styring Instr. Højttaler Lyd Mikrofon Lyddata Mikrofonspænding Instr. Mikrofon_ styring Lyddata Bruger Lyd Figur 5.2: Funktionsoversigt for diktafonsystemet. Der er også angivet en opdeling mellem HW og SW. Firkantede kasser angiver, hvor data opstår eller ender. Ellipser angiver, hvor input transformeres til outputdata. De ikke-lukkede kasser angiver et register eller lager. Instruktionerne (Instr.), som er vist på figur5.2, mellem f.eks. System_kontrol og Optag_styring kan findes i tilstandsdiagrammet på figur 3.2. Hvis diktafonen er ved at optage, kan man trykke på for at pause og eller for at optage igen. Ellers kan man trykke på for at stoppe optagelsen. Der henvises til sidstnævnte figur for instruktioner mellem de øvrige funktioner. Med hensyn til tryk på og, så er det System_kontrol, der opdaterer Lyddata-registeret, så det er det rette nummer, der bliver afspillet. 34

48 5.2. Funktionsoversigt Funktion System_kontrol Forklaring Aflæser information i Knap_status-registeret ved modtagelse af instruktion fra Knap_styring. Herudfra skal Afspil_styring og Optag_styring påvirkes. Giver de datainformationer til Display_status-registeret, som ønskes vist i displayet (se tabel 3.3). Hente information om antal beskeder fra Lyddata-registeret. Knap_styring Display_styring Skal overvåge om der er foretaget knaptryk, og er dette tilfældet, skal den gemme den sidst trykkede knap i registeret Knap_status, og sende instruktion herom til System_kontrol. Skal skrive indholdet af registeret Display_status ud på displayet. Kval_data_overfør Skal styre overførslen af indholdet af Lyddata-registeret til pc en og overførslen af Kvalitet_status-registeret til diktafonen. Ændres kvaliteten fra pc en, skal denne skrive til Kvalitet i Kvalitet_status-registeret. Afspil_styring Højttaler_styring Optag_styring Mikrofon_styring Skal styre afspilningen af lyddata når funktionen påvirkes af System_kontrol. Dette skal foregå ved, at når Afspil_styring modtager instruktion om at sende lyddata, skal Afspil_styring sende instruktion til Højttaler_styring og derefter lyddata dertil. Skal konvertere lyddata fra Afspil_styring til en analog højttalerspænding, når der modtages instruks herom fra Afspil_styring. Hastigheden af denne konvertering styres af Kvalitet_styring. Skal styre optagelsen af lyddata, når funktionen påvirkes af System_kontrol. Optag_styring modtager instruktion om, at lyddata fra Mikrofon_styring er klar. Herefter afsender Optag_styring instruktion til Mikrofon_styring og modtager lyddata derefter. Skal konvertere en analog spænding fra mikrofonen til en digital værdi, som skal sendes til Optag_styring, når instruktion herom modtages. Når data er klar sendes der besked herom til System_kontrol. Frekvensen af denne konvertering styres af Kvalitet_styring. Kvalitet_styring Skal ud fra Kvalitet_status styre hvilken hastighed Mikrofon_styring og Højttaler_styring skal konvertere med. Kvalitet_styring benytter en clock, CLK, til at styre samplingshastigheden med. RS232-Interface Operativsystem Diktafonprogram Skal varetage kommunikation mellem pc og Kval_data_overfør. Er den softwaremæssige grænseflade til pc. Softwareapplikation, som skal varetage funktionerne fra kravspecifikationens afsnit 3.3.2: slet lyddata, overførsel af lyddata og kvalitetsindstilling. Tabel 5.1: Forklaring af funktionerne på figur