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    將處理器視為嵌入式系統(tǒng)的核心再自然不過了。由于性能與外設(shè)可以決定成品所能實(shí)現(xiàn)的整體功能，因此不難理解為什么這種見解會(huì)主宰大多數(shù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。但是，這種想法并非十全十美，而且可能在當(dāng)前市場(chǎng)狀況與趨勢(shì)面前很快就會(huì)變得過時(shí)。

　　將處理器放置在這樣一個(gè)中心位置上，就意味著必須在一切開始之前做出正確的選擇并且要在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中從一而終。這種情況會(huì)使所有未來決定和物理設(shè)計(jì)部分緊密相連。另外，這還意味著預(yù)先確定了某一固定的實(shí)施路徑。這樣就產(chǎn)生了一個(gè)缺乏靈活性并在后期不便進(jìn)行必要更改的平臺(tái)。當(dāng)出現(xiàn)新的、無法預(yù)見的市場(chǎng)情況時(shí)，這從設(shè)計(jì)角度來看無疑存在重重風(fēng)險(xiǎn)。

　　新一代 IC 的開發(fā)在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)困境中已經(jīng)是步履維艱。對(duì)于嵌入式設(shè)計(jì)而言，如果受制于以后無法更改或無法升級(jí)的架構(gòu)，那么毫不夸張地說可能會(huì)使項(xiàng)目陷入困境。傳統(tǒng)方法是將硬件平臺(tái)的開發(fā)放在位，然后內(nèi)置并鎖定軟成分；這就導(dǎo)致了將產(chǎn)品上市進(jìn)程視為重要的產(chǎn)品差異化要素的安全錯(cuò)覺。然而現(xiàn)實(shí)是，產(chǎn)品與眾不同的價(jià)值（如：設(shè)備智能性或‘IP’）會(huì)牢牢受制于僵化的平臺(tái)上。這種情況下，它會(huì)成為難以更改而且更改起來成本高的設(shè)計(jì)元素。因此，單純依賴這種方法會(huì)排除其它需要的不同選擇。

　　依賴逐步、分階段遞增升級(jí)的設(shè)計(jì)原理很可能會(huì)很快被具有更高設(shè)計(jì)靈活性、可幫助公司在市場(chǎng)變革中制勝的技術(shù)所取代。它們很可能是能夠提供更多選擇的解決方案，因?yàn)檫@些解決方案?jìng)?cè)重于易于更改的更系統(tǒng)抽象技術(shù)上，與單純依賴選擇處理器的方法相比風(fēng)險(xiǎn)更低。只要看看近的行業(yè)趨勢(shì)，大家就能夠想象關(guān)注更抽象會(huì)是什么樣子。

　　擺脫以處理器為中心的軟化設(shè)計(jì)

　　風(fēng)頭正勁的趨勢(shì)是向處理器與架構(gòu)級(jí)軟設(shè)計(jì)的發(fā)展。隨著硬件與軟件之間的界限不斷融合，設(shè)計(jì)不再單純依賴硬件。硬件技術(shù)本身的發(fā)展也在為這種趨勢(shì)推波助瀾。

　　低成本、高容量 FPGA 具有改變我們?cè)O(shè)計(jì)方式的潛力，它可將以前作為物理硬件構(gòu)造到器件中的組件轉(zhuǎn)變成可編程的組件。電子產(chǎn)品開發(fā)過程中對(duì)‘軟設(shè)計(jì)’的這種關(guān)注具有豐富的含義，不但可將器件智能性從編入的物理硬件中分離出來，而且還可避免長(zhǎng)久以來一直與依賴硬件的解決方案密不可分的缺陷，如：很難在開發(fā)后期進(jìn)行修改。

　　作為采用軟處理器的嵌入式平臺(tái)，F(xiàn)PGA 正在快速成為多功能、可重構(gòu)硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)。由于其功能的不斷提高以及預(yù)算的不斷降低，它們變的越來越受歡迎。擴(kuò)展架構(gòu)平臺(tái)的軟設(shè)計(jì)不但包括增加以前由硬件擔(dān)任的功能，而且還包括處理器。通過將盡可能多的硬件引入可編程領(lǐng)域，可以研究在不增加設(shè)計(jì)時(shí)間情況下允許進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)嘗試假設(shè)的種種條件。由于可對(duì)概念進(jìn)行立即驗(yàn)證，這樣可使工程師能夠清楚地了解并且親眼看到他們所開發(fā)的產(chǎn)品，并以此作為他們?cè)O(shè)計(jì)思路的實(shí)物見證， 這樣可以使他們嘗試不同的即能夠降低成本又不必拘泥與任何特定的執(zhí)行方式。

　　另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是軟件設(shè)計(jì)可以在硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)之前進(jìn)行，軟件設(shè)計(jì)一直可以持續(xù)到完成硬件設(shè)計(jì)之后、甚至可以持續(xù)到交付給客戶之后。軟設(shè)計(jì)系統(tǒng)中編程的知識(shí)產(chǎn)權(quán)將很快成為有價(jià)值的設(shè)計(jì)組成部分，并將持續(xù)改進(jìn)。它將帶來架構(gòu)的高度靈活性以及適用性更強(qiáng)的更小型電路板，為大型企業(yè)帶來在當(dāng)前具有重大意義的巨大優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)人員可以在無需更改其設(shè)計(jì)而且不受任何約束的條件下，對(duì)比不同 FPGA 的性能優(yōu)勢(shì)，以做出取舍。

　　有趣的是，電子系統(tǒng)以軟件為中心的方法的意義甚至出了軟件本身。只要將這種想法稍微深入一點(diǎn)，我們就可清楚地了解到，不但軟件可以升級(jí)，而且硬件也可以升級(jí)，并且可以在交付給客戶之后進(jìn)行升級(jí)。

　　擺脫硬件桎梏

　　通過可編程的方式將IP植入系統(tǒng)，而不是固化到生產(chǎn)板上的方式將給嵌入式的設(shè)計(jì)帶來巨大優(yōu)勢(shì)。由于內(nèi)置了一定的可編程性，我們可將系統(tǒng)的許多復(fù)雜之處轉(zhuǎn)移到駐留于處理器的軟件層。這種本質(zhì)上是一種硬件包裝的軟件層能夠充當(dāng)可配置的硬件——用作存儲(chǔ)器與外設(shè)的處理器接口。

　　在理想的設(shè)計(jì)環(huán)境中，此軟件層可將匹配軟件編譯程序與預(yù)驗(yàn)證嵌入式 IP 庫進(jìn)行結(jié)合。這樣可創(chuàng)建一種具有‘廠商中立性’的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)，直接與原理圖設(shè)計(jì) (design capture) 及電路板開發(fā)階段關(guān)聯(lián)在一起。

　　旨在修改硬件包 (hardware wrapper) 的簡(jiǎn)單 FPGA 重新編程使工程師能夠更換處理器，而無需修改系統(tǒng)硬件的其它部分。這種方法的明顯優(yōu)勢(shì)是使系統(tǒng)從一個(gè)處理器起步，然后在性能需求時(shí)可升級(jí)到更快的器件�，F(xiàn)在我們可以獨(dú)立于硬件平臺(tái)開發(fā)由可編程硬件與嵌入式軟件組成的關(guān)鍵軟 IP，從而擺脫由于必須首先開發(fā)物理硬件而帶來的傳統(tǒng)技術(shù)難題。

　　因?yàn)楝F(xiàn)在低層次的設(shè)計(jì)問題可以由設(shè)計(jì)系統(tǒng)本身來解決，因此我們可以將設(shè)計(jì)注意力轉(zhuǎn)移到利用采集接口來開發(fā)設(shè)計(jì)的核心功能元素。甚至 HDL 輸入也可以讓位于可提高設(shè)計(jì)抽象水平的更簡(jiǎn)單嵌入式原理圖設(shè)計(jì)，如：C。軟硬件工程師無需重新培訓(xùn)便可一下子掌握以前完全依賴處理器與硬件專家的設(shè)計(jì)流程。

　　采用上述方法可以提高項(xiàng)目修改與效率方面的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橹攸c(diǎn)不再是選擇處理器和管理與其相關(guān)的所有低級(jí)的細(xì)節(jié)因素。與諸如電路板設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與生俱來的復(fù)雜性得到適當(dāng)?shù)慕档�，使其變得更易于管理，設(shè)計(jì)焦點(diǎn)再次轉(zhuǎn)向產(chǎn)品差異化與創(chuàng)新，而不必關(guān)心單純的‘生存要素’！將精力與資源轉(zhuǎn)移到存在真正價(jià)值的更設(shè)計(jì)活動(dòng)。

　　軟件與硬件的融合將成為新統(tǒng)一設(shè)計(jì)領(lǐng)域的內(nèi)在組成部分。所需要的一切就是支持能夠充分利用大型可編程器件的單個(gè)、統(tǒng)一設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)環(huán)境。

    能夠創(chuàng)造價(jià)值的工具與技術(shù)

　　要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能與處理器的分離需要一種硬件不再是基本因素的設(shè)計(jì)平臺(tái)。理想情況下所有設(shè)計(jì)區(qū)域都應(yīng)當(dāng)以單個(gè)的統(tǒng)程出現(xiàn)。然后可以存在真正的跨區(qū)域設(shè)計(jì)合作，因?yàn)樘幚砥髋c軟件之間的障礙已經(jīng)消失。這樣便可大幅簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)要素在軟件與硬件之間轉(zhuǎn)移的任務(wù)。

　　勿庸置疑，在眾多選擇中不斷探索就會(huì)創(chuàng)造出為開發(fā)過程的關(guān)鍵實(shí)施、調(diào)試和升級(jí)階段內(nèi)置可重新配置硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)環(huán)境，我們可以在其中自由嘗試供應(yīng)商的各種器件并在軟件內(nèi)外更換 I/O 硬件。適用于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)各個(gè)方面的所有必要工具將包括：與處理器無關(guān)的嵌入式編碼與調(diào)試、混合原理圖與基于 HDL 的 FPGA 設(shè)計(jì)與合成、以及的 PCB 布局。軟件工程師只需具備硬件基礎(chǔ)知識(shí)即可使用這種環(huán)境，而硬件工程師則可將精力集中在設(shè)計(jì)獨(dú)特的設(shè)計(jì)元件上，并將其原型化，因?yàn)檐浖�與硬件都能夠進(jìn)行升級(jí)。

　　通過將抽象提高到過處理器的水平來簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工藝的策略，是向靈活性更高的嵌入式設(shè)計(jì)解決方案發(fā)展的可行道路。在經(jīng)濟(jì)困境面前，日益復(fù)雜化的行業(yè)正面臨著前所未有的思想破舊立新壓力。處理器的選擇在任何時(shí)候都很重要。然而，現(xiàn)在是我們需要做出重大設(shè)計(jì)決策，并利用大勢(shì)所趨的統(tǒng)一設(shè)計(jì)流程實(shí)現(xiàn)更大的創(chuàng)新的時(shí)候了！