首先,設(shè)計(jì)工程師接收一個(gè)設(shè)計(jì)定義的輸入,這個(gè)定義可以是文本、圖表、算法或某種描述語言(如UML、SLD、MATLAB等的描述)。
設(shè)計(jì)工程師根據(jù)這個(gè)輸入的定義,完成算法的開發(fā),提出一種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),用ESL語言來描述這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu),即系統(tǒng)級(jí)描述,并在此基礎(chǔ)上完成軟硬件的初步劃分。
在完成基本的軟硬件劃分后,可以開始軟件和系統(tǒng)級(jí)硬件的設(shè)計(jì)。這里的系統(tǒng)級(jí)硬件設(shè)計(jì)是指對(duì)功能單元在高抽象層次上進(jìn)行建模,并完成功能設(shè)計(jì),如用SystemC進(jìn)行事務(wù)級(jí)的建模。
軟件設(shè)計(jì)是指根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中指定的處理器和軟件任務(wù)的定義,用如C/C++或匯編語言完成應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。
在這個(gè)階段,開始軟硬件的協(xié)同驗(yàn)證,即軟件運(yùn)行在系統(tǒng)的虛擬平臺(tái)上。根據(jù)協(xié)同驗(yàn)證的結(jié)果反饋給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟硬件劃分。后者根據(jù)性能、成本等因素重新做出調(diào)整。軟硬件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,包括軟硬件的協(xié)同驗(yàn)證,是一個(gè)迭代的過程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都要根據(jù)驗(yàn)證的結(jié)果對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整。
軟硬件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,包括軟硬件的協(xié)同驗(yàn)證,是一個(gè)迭代的過程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都要根據(jù)驗(yàn)證的結(jié)果對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整。
完成驗(yàn)證的硬件和軟件設(shè)計(jì)就可以組成一個(gè)完整的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì),并傳遞給下一級(jí)的設(shè)計(jì)作為輸入。例如,ESL設(shè)計(jì)為軟件應(yīng)用提供C或C++語言描述的程序;為定制電路提供Verilog或VHDL語言描述的硬件設(shè)計(jì);為硬件平臺(tái)提供PCB板的功能部件或抽象層IP,如基于SystemC的IP。
需要指出的是,關(guān)于軟硬件的劃分有許多方法。最初是設(shè)計(jì)工程師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手工劃分,20世紀(jì)90年代開始出現(xiàn)了自動(dòng)劃分的方法。
由于SoC系統(tǒng)復(fù)雜,算法的求解難度較大,只在一些EDA工具中得到了初步的應(yīng)用。ESL工具可以幫助進(jìn)行快速的系統(tǒng)級(jí)建模,進(jìn)行定量的系統(tǒng)性能分析。
在實(shí)現(xiàn)ESL設(shè)計(jì)流程的具體過程中,有不同的實(shí)現(xiàn)方法可以采用。直接由軟件參考代碼開始,從已有事務(wù)級(jí)(TLM)模型庫中選取硬件結(jié)構(gòu)(如通用處理器等),或者重新設(shè)計(jì)IP庫中沒有的模塊的事務(wù)級(jí)模型,創(chuàng)建系統(tǒng)虛擬平臺(tái),在此基礎(chǔ)上將任務(wù)并行化,映射到硬件結(jié)構(gòu)上,然后進(jìn)行驗(yàn)證和性能的分析。根據(jù)分析得到結(jié)果,再調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件,再分析,直到性能滿意。
通常,軟件參考代碼已實(shí)現(xiàn)了基本功能,特別是保證了算法及數(shù)據(jù)流等的正確性。例如,軟件參考代碼可以是某一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議用C語言寫的參考代碼。在軟件參考代碼和主要的事務(wù)級(jí)模型的基礎(chǔ)上分別進(jìn)行軟件和硬件的設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)中,會(huì)把建立完成的虛擬平臺(tái)和構(gòu)架作為集成開發(fā)環(huán)境的一部分。集成開發(fā)環(huán)境還包括編譯器和調(diào)試工具的開發(fā)。在設(shè)計(jì)過程中要通過軟硬件的協(xié)同驗(yàn)證調(diào)整設(shè)計(jì)的內(nèi)容。
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