tb天博体育|嵌入式系统的软硬件协同设计过程

传统的先硬件后软件嵌入式系统的系统设计模式必须重复改动、重复试验，整个设计过程在相当大程度上依赖设计者的经验，设计周期、开发成本低，在重复改动过程中，经常不会在某些方面背离完整设计的拒绝。　　软硬件协同设计为解决问题上述问题而明确提出的一种全新的系统设计思想。他依据系统目标拒绝，通过综合分析系统软硬件功能及现有资源，最大限度地挖出系统软硬件之间的并发性，协同设计软硬件体系结构，以便系统能工作在最佳工作状态.种设计方法，可以充分利用现有的软硬件资源，延长系统开发周期、减少开发成本、提升系统性能，防止由于独立国家设计软硬件体系结构而带给的弊端。　　将一设计思想应用于在实际产品开发上必不可少EDA工具的协助，本文也将对几种较为成熟期的协同设计EDA工具加以非常简单讲解。

　　协同设计与传统设计方法的较为　　嵌入式系统是由若干个功能模块构成的，这些功能模块按照其性质可以分成软件模块和硬件模块两类。在过去几十年内，系统的设计方法经历了相当大的变化，有自上向上的设计方法，也有模块化设计方法，他们总体上都是硬件模块优先的设计方法，将其总称为传统的设计方法。　　这种设计方法将硬件和软件分成两个独立国家的部分。　　在整个设计过程中，一般来说使用硬件优先的原则，即在粗略估计软件任务市场需求的情况下，首先展开硬件设计，然后在此硬件设计平台上展开软件设计。

由于在硬件设计过程中缺少对软件构架和构建机制的明晰理解，硬件设计工作具有一定的盲目性。他的系统优化由于设计空间的容许，不能提高硬件／软件各自的性能，不有可能对系统作出较好的综合优化，获得的最后设计结果很难充分利用软软件资源，无法适应环境现代简单的、大规模的系统设计任务。

　　而嵌式系统软硬件协同设计是让软件设计和硬件设计作为一个整体分段设计，寻找软硬件的最佳结合点，从而使系统高效工作。　　软硬件协同设计最主要的一个优点就是在设计过程中，硬件和软件设计是相互作用的，这种相互作用再次发生在设计过程的各个阶段和各个层次。

　　设计过程体现了软硬件的协同性。在软硬件功能分配时就考虑到了现有的软硬件资源，在软硬件功能的设计和建模评价过程中，软件和硬件是互相支持的。

这就使得软硬件功能模块需要在设计研发的早期相互融合，从而尽早找到问题尽早解决问题，防止了（最少可以增加）在设计研发后期重复改动系统以及由此带给的一系列问题，而且不利于挖出系统创造力、增大产品的体积、减少系统成本、提升系统整体性能。　　软硬件协同设计的过程　　总的来说，软硬件协同设计的系统设计过程可以分成系统叙述、系统设计、建模检验与综合构建4个阶段。

　　系统叙述是用一种或多种系统级描述语言对所要设计的嵌入式系统的功能和性能展开全面的叙述，创建系统的软硬件模型的过程。系统建模可以由设计者用非正式语言，甚至是自然语言来手工已完成，也可以利用EDA工具构建。

手工已完成更容易导致系统叙述不精确，在先前过程中必须改动系统模型，从而使系统设计变得复杂等问题，而杰出的EDA工具可以解决这些弊端。　　对于金字人式系统来说，系统设计可以分成软硬件功能分配和系统同构2个阶段。软硬件功能分配就是要确认哪些系统功能由硬件模块来构建，哪些系统功能由软件模块来构建。

硬件一般需要获取更佳的性能，而软件更容易研发和改动，成本比较较低。由于硬件模块的可配备性，可编程性以及某些软件功能的硬件化、固件化，某些功能既要用软件构建，又能用硬件构建，软硬件的界限早已不十分显著。此外在展开软硬件功能分配时，既要考虑到市场可以获取的资源状况，又要考虑到系统成本、研发时间等诸多因素。

因此，软硬件的功能区分是一个简单而艰难的过程，是整个任务流程最重要的环节。　　系统同构是根据系统叙述和软硬件任务区分的结果，分别自由选择系统的软硬件模块以及其模块的明确构建方法，并将其构建，最后确认系统的体系结构。

具体地说，这一过程就是要确认系统将使用哪些硬件模块（如全自定义芯片、MCU，DSP，FPGA、存储器、I／O模块部件等）、软件模块（嵌入式操作系统、驱动程序、功能模块等）和软硬件模块之间的通讯方法（如总线、共享存储器、数据通道等）以及这些模块的明确构建方法。　　建模检验是检验系统设计正确性的过程。他对设计结果的正确性展开评估，以超过防止在系统构建过程中找到问题时再行展开重复改动的目的。

在系统建模检验的过程中，仿真的工作环境和实际用于时差异相当大，软硬件之间的相互作用方式及起到效果也就有所不同，这也使得无法保证系统在现实环境下工作的可靠性。因此，系统模拟的有效性是受限的。

　　软硬件综合就是软件、硬件系统的明确制作。设计结果经过建模检验后，可按系统设计的拒绝展开系统制作，即按照前述工作的拒绝设计硬件软件，并使他们需要协调一致地工作，制作已完成后才可展开现场实验。

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