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嵌入式体系的软硬件协同规划进程解说

嵌入式系统的软硬件协同设计过程讲解-传统的先硬件后软件嵌入式系统的系统设计模式需要反复修改、反复试验,整个设计过程在很大程度上依赖于设计者的经验,设计周期、开发成本高,在反复修改过程中,常常会在某些方面背离原始设计的要求。

传统的先硬件后软件嵌入式体系的体系规划形式需求重复修正、重复实验,整个规划进程在很大程度上依赖于规划者的阅历,规划周期、开发本钱高,在重复修正进程中,常常会在某些方面违背原始规划的要求。

嵌入式体系的软硬件协同规划进程解说

软硬件协同规划为处理上述问题而提出的一种全新的体系规划思维。他依据体系方针要求,通过归纳剖析体系软硬件功用及现有资源,最大极限地发掘体系软硬件之间的并发性,协同规划软硬件体系结构,以便体系能作业在最佳作业情况。种规划办法,可以充分利用现有的软硬件资源,缩短体系开发周期、下降开发本钱、进步体系功用,防止因为独立规划软硬件体系结构而带来的坏处。

将一规划思维应用在实践产品开发上离不开EDA东西的协助,本文也将对几种比较老练的协同规划EDA东西加以简略介绍。

协同规划与传统规划办法的比较

嵌入式体系是由若干个功用模块组成的,这些功用模块依照其性质可以分为软件模块和硬件模块两类。在曩昔几十年内,体系的规划办法阅历了很大的改变,有自上向下的规划办法,也有模块化规划办法,他们总体上都是硬件模块优先的规划办法,将其统称为传统的规划办法。

这种规划办法将硬件和软件分为两个独立的部分。

在整个规划进程中,一般选用“硬件优先的准则”,即在大略估量软件使命需求的情况下,首要进行硬件规划,然后在此硬件规划渠道上进行软件规划。因为在硬件规划进程中缺少对软件构架和完结机制的明晰了解,硬件规划作业带有必定的盲目性。他的体系优化因为规划空间的约束,只能改进硬件/软件各自的功用,不行能对体系做出较好的归纳优化,得到的终究规划成果很难充分利用硬软件资源,难以习惯现代杂乱的、大规模的体系规划使命。

而嵌式体系软硬件协同规划是让软件规划和硬件规划作为一个全体并行规划,找到软硬件的最佳结合点,然后使体系高效作业。

软硬件协同规划最主要的一个长处便是在规划进程中,硬件和软件规划是相互作用的,这种相互作用发生在规划进程的各个阶段和各个层次。

规划进程充分体现了软硬件的协同性。在软硬件功用分配时就考虑到了现有的软硬件资源,在软硬件功用的规划和仿真点评进程中,软件和硬件是相互支持的。这就使得软硬件功用模块可以在规划开发的前期相互结合,然后及早发现问题及早处理,防止了(至少可以削减)在规划开发后期重复修正体系以及由此带来的一系列问题,并且有利于发掘体系潜能、缩小产品的体积、下降体系本钱、进步体系全体功用。

软硬件协同规划的进程

总的来说,软硬件协同规划的体系规划进程可以分为体系描绘、体系规划、仿真验证与归纳完结4个阶段。

体系描绘是用一种或多种体系级描绘言语对所要规划的嵌入式体系的功用和功用进行全面的描绘,树立体系的软硬件模型的进程。体系建模可以由规划者用非正式言语,乃至是自然言语来手艺完结,也可以凭借EDA东西完结。手艺完结简单导致体系描绘不精确,在后续进程中需求修正体系模型,然后使体系规划杂乱化等问题,而优异的EDA东西可以战胜这些坏处。

关于嵌人式体系来说,体系规划可以分为软硬件功用分配和体系映射2个阶段。软硬件功用分配便是要确认哪些体系功用由硬件模块来完结,哪些体系功用由软件模块来完结。硬件一般可以供给更好的功用,而软件更简单开发和修正,本钱相对较低。因为硬件模块的可装备性,可编程性以及某些软件功用的硬件化、固件化,某些功用既能用软件完结,又能用硬件完结,软硬件的边界现已不非常显着。此外在进行软硬件功用分配时,既要考虑商场可以供给的资源情况,又要考虑体系本钱、开发时刻等许多要素。因而,软硬件的功用区分是一个杂乱而艰苦的进程,是整个使命流程最重要的环节。

体系映射是依据体系描绘和软硬件使命区分的成果,别离挑选体系的软硬件模块以及其接口的详细完结办法,并将其集成,终究确认体系的体系结构。详细地说,这一进程便是要确认体系将选用哪些硬件模块(如全定制芯片、MCU,DSP,FPGA、存储器、I/O接口部件等)、软件模块(嵌入式操作体系、驱动程序、功用模块等)和软硬件模块之间的通讯办法(如总线、同享存储器、数据通道等)以及这些模块的详细完结办法。

仿真验证是查验体系规划正确性的进程。他对规划成果的正确性进行评价,以到达防止在体系完结进程中发现问题时再进行重复修正的意图。在体系仿真验证的进程中,模仿的作业环境和实践使用时差异很大,软硬件之间的相互作用方法及作用作用也就不同,这也使得难以确保体系在实在环境下作业的可靠性。因而,体系模仿的有效性是有限的。

软硬件归纳便是软件、硬件体系的详细制造。规划成果通过仿真验证后,可按体系规划的要求进行体系制造,即依照前述作业的要求规划硬件软件,并使他们可以和谐一致地作业,制造完结后即可进行现场实验。

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