軟硬體協同設計

軟硬體協同設計是指對系統中的軟硬體部分使用統一的描述和工具進行集成開發,可完成全系統的設計驗證並跨越軟硬體界面進行系統最佳化。

  • 中文名稱
    軟硬體協同設計
  • 釋    義
    使用統一工具進行集成開發
  • 性    質
    積體電路設計
  • 特    點
    跨越軟硬體

定義

軟硬體協同設計是指對系統中的軟硬體部分使用統一的描述和工具進行集成開發,可完成全系統的設計驗證並跨越軟硬體界面進行系統最佳化。

理論

首先是系統的描述方法。目前廣泛採用的硬體描述語言是否仍然有效?如何來定義一個系統級的軟體功能描述或硬體功能描述?迄今為止,尚沒有一個大家公認的且可以使用的系統功能描述語言可供設計者使用。

其次是這一全新的設計理論與已有的積體電路設計理論之間的接口。可以預見,這種全新的設計理論應該是現有積體電路設計理論的完善,是建立在現有理論之上的一個更高層次的設計理論,它與現有理論一起組成了更為完善的理論體系。在這種假設下,這種設計理論的輸出就應該是現有理論的輸入。

第三,這種全新的軟硬體協同設計理論將如何確定最優性原則。顯然,沿用以往的最優性準則是不夠的。除了晶片設計師們已經熟知的速度、面積等硬體最佳化指標外,與軟體相關的如代碼長度、資源利用率、穩定性等指標也必須由設計者認真地加以考慮。

第四,如何對這樣的一個包含軟體和硬體的系統的功能進行驗證。除了驗證所必須的環境之外,確認設計錯誤發生的地方和機理將是一個不得不面對的課題。最後,功耗問題。傳統的積體電路在功耗的分析和估計方面已有一整套理論和方法。但是,要用這些現成的理論來分析和估計含有軟體和硬體兩部分的SOC將是遠遠不夠的。簡單地對一個硬體設計進行功耗分析是可以的,但是由於軟體運行引起的動態功耗則只能通過軟硬體的聯合運行才能知道。

其實,還可以舉出很多新理論要涉及的問題,它們一起構成了面向SOC的軟硬體協同設計的理論體系。

軟硬體協同設計所涉及到的內容有:HW-SW 協同設計流程、HW-SW 劃分、HW-SW 並行綜合、HW-SW 並行仿真。

流程

第一步,用HDL語言和C語言進行系統描述並進行模擬仿真和系統功能驗證;

第二步,對軟硬體實現進行功能劃分,分別用語言進行設計並將其綜合起來進行功能驗證和性能預測等仿真確認(協調模擬仿真);

第三步,如無問題則進行軟體和硬體詳細設計;

第四步,最後進行系統測試

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