嵌入式軟硬件協(xié)同設(shè)計的過程

　 ? 很多老嵌入式工程師可能還是感覺傳統(tǒng)的設(shè)計方法用起來感覺順手。畢竟用熟悉了誰也不愿意在接觸一些比較陌生的設(shè)計方法。但在這個互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的時代。知識的更新速度是很快的。所以需要我們不斷的去學(xué)習(xí)新的知識。而嵌入式軟硬件協(xié)同設(shè)計的出現(xiàn)讓工程師們既省力又省時。

　　尚觀教育嵌入式培訓(xùn)講師認為軟硬件協(xié)同設(shè)計的系統(tǒng)設(shè)計過程可以分為系統(tǒng)描述、系統(tǒng)設(shè)計、仿真驗證與綜合實現(xiàn)4個階段。

　　系統(tǒng)描述是用一種或多種系統(tǒng)級描述語言對所要設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)的功能和性能進行全面的描述，建立系統(tǒng)的軟硬件模型的過程。系統(tǒng)建模可以由設(shè)計者用非正式語言，甚至是自然語言來手工完成，也可以借助EDA工具實現(xiàn)。手工完成容易導(dǎo)致系統(tǒng)描述不準確，在后續(xù)過程中需要修改系統(tǒng)模型，從而使系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜化等問題，而優(yōu)秀的EDA工具可以克服這些弊端。

　　對于嵌人式系統(tǒng)來說，系統(tǒng)設(shè)計可以分為軟硬件功能分配和系統(tǒng)映射2個階段。軟硬件功能分配就是要確定哪些系統(tǒng)功能由硬件模塊來實現(xiàn)，哪些系統(tǒng)功能由軟件模塊來實現(xiàn)。硬件一般能夠提供更好的性能，而軟件更容易開發(fā)和修改，成本相對較低。由于硬件模塊的可配置性，可編程性以及某些軟件功能的硬件化、固件化，某些功能既能用軟件實現(xiàn)，又能用硬件實現(xiàn)，軟硬件的界限已經(jīng)不十分明顯。此外在進行軟硬件功能分配時，既要考慮市場可以提供的資源狀況，又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。因此，軟硬件的功能劃分是一個復(fù)雜而艱苦的過程，是整個任務(wù)流程最重要的環(huán)節(jié)。

　　系統(tǒng)映射是根據(jù)系統(tǒng)描述和軟硬件任務(wù)劃分的結(jié)果，分別選擇系統(tǒng)的軟硬件模塊以及其接口的具體實現(xiàn)方法，并將其集成，最終確定系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。具體地說，這一過程就是要確定系統(tǒng)將采用哪些硬件模塊(如全定制芯片、MCU，DSP，F(xiàn)PGA、存儲器、I/O接口部件等)、軟件模塊(嵌入式操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序、功能模塊等)和軟硬件模塊之間的通訊方法(如總線、共享存儲器、數(shù)據(jù)通道等)以及這些模塊的具體實現(xiàn)方法。

　　仿真驗證是檢驗系統(tǒng)設(shè)計正確性的過程。他對設(shè)計結(jié)果的正確性進行評估，以達到避免在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題時再進行反復(fù)修改的目的。在系統(tǒng)仿真驗證的過程中，模擬的工作環(huán)境和實際使用時差異很大，軟硬件之間的相互作用方式及作用效果也就不同，這也使得難以保證系統(tǒng)在真實環(huán)境下工作的可靠性。因此，系統(tǒng)模擬的有效性是有限的。

　　軟硬件綜合就是軟件、硬件系統(tǒng)的具體制作。設(shè)計結(jié)果經(jīng)過仿真驗證后，可按系統(tǒng)設(shè)計的要求進行系統(tǒng)制作，即按照前述工作的要求設(shè)計硬件軟件，并使他們能夠協(xié)調(diào)一致地工作，制作完成后即可進行現(xiàn)場實驗。

　　說白了，嵌入式軟硬件協(xié)同設(shè)計說簡單就簡單，說難就難。尚觀君認為在工作中不管遇到什么困難。我們都要保持一顆良好的心態(tài)。一切只不過是幾根線的連接。幾條命令的書寫而已。這樣日復(fù)積累，持之以恒的堅持。終有一天，會功成所就。