协同设计软件

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　　软硬件协同设计是指对系统中的软硬件部分使用统一的描述和工具进行集成开发,可完成全系统的设计验证并跨越软硬件界面进行系统优化。

　　一、发展过程：

　　* 软硬件协同设计早期

　　主要是针对一个特定的硬件如何进行软件开发或根据一个已有的软件实现具体的硬件结构。

　　* 前者是一个经典的软件开发问题

　　软件性能的好坏不仅仅取决于软件开发人员的技术水平，更有赖于所使用的硬件平台;

　　* 后者是一个软件固化的问题

　　实现的途径可以是采用一个与原有软件平台相同的硬件处理器，并将软件代码存储于存储器当中，也可以是在充分理解软件的内在功能之后完全用硬件来实现软件的功能。

　　二、软硬件协同设计过程

　　软硬件协同设计过程可以分为“系统描述、系统设计、仿真验证和综合实现”四个阶段 。

　　1、系统描述

　　是用一种或多种描述语言对所要设计的系统的功能和性能进行全面的描述，建立系统的软硬件模型的过程。系统建模可以借助EDA工具实现，也可以由设计者用自然语言来完成。

　　2、系统设计

　　可以分为软硬件功能分配和系统映射两个阶段。软硬件功能分配就是要确定哪些系统功能由硬件模块来实现，哪些系统功能由软件模块来实现。硬件一般能够提供更好的性能，而软件更容易开发和修改，成本相对较低。由于硬件模块的可配置性，可编程性以及某些软件功能的硬件化、固件化，因此一些功能既能用软件实现，又能用硬件实现，软硬件的界限已经不十分明显。此外在进行软硬件功能分配时，既要考虑市场可以提供的资源状况，又要考虑系统成本、开发时间等诸多因素。因此，软硬件的功能划分是一个复杂而艰苦的过程，是整个任务流程最重要的环节。系统映射是根据系统描述和软硬件任务划分的结果，分别选择系统的软硬件模块以及其接口的具体实现方法，并将其集成，最终确定系统的体系结构。具体地说，这一过程就是要确定系统将采用哪些硬件模块(如CU，DSP，FPGA、存储器、I/o接口部件等)、软件模块(如操作系统、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)以及这些模块的具体实现方法。

　　3、仿真验证

　　是检验系统设计正确性的过程。对设计结果的正确性进行评估，以达到避免在系统实现过程中发现问题时再进行反复修改的目的。在系统仿真验证的过程中，模拟的工作环境和实际使用时差异很大，软硬件之间的相互作用方式及作用效果也就不同，这也使得难以保证系统在真实环境下工作的可靠性。因此，系统模拟也有一定的局限性。

　　4.综合实现

　　其过程是软件、硬件系统的具体设计过程。设计结果经过仿真验证后，可按系统设计的要求进行系统研制生产，即按照前述工作的要求设计硬件软件，并使其能够协调一致地工作，而后在进行各种试验。

　　三、软硬件协同设计的意义

　　由于软硬件协同设计以可编程设计技术为核心，采用软硬件结合的方式，设计最优的软硬件接口，以有限状态机或数据处理流水线的方式实现部分软件流程的功能，对产品的设计有如下意义：

　　·提高了系统的性能。可应用在新产品的设计及老产品的技术升级改造中;

　　·提高了系统的可靠性。软硬件协同设计可在一定程度上降低系统的复杂程度及技术实现难度，对提高产品的可靠性大有裨益;

　　·采用软件固件化的方式将部分核心技术固化在可编程器件中，有利于核心技术的保密工作，有助于知识产权的保护。