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智能且長(cháng)期的解決方案 在良好的設計實(shí)踐和公司業(yè)務(wù)之間保持平衡以保護公司未來(lái)的發(fā)展，是一個(gè)充滿(mǎn)挑戰的過(guò)程。以前，電子設計人員通過(guò)洞察本行業(yè)將要發(fā)生轉變的時(shí)機并在成為開(kāi)發(fā)人員和系統架構師之前首先成為精明的生意人來(lái)保持其競爭優(yōu)勢。然而技術(shù)創(chuàng )新一直不斷地推動(dòng)著(zhù)設計工藝的發(fā)展，在其成為主流技術(shù)之前仍然必須被行業(yè)廣為接受才行。 發(fā)生變化的是所有這些創(chuàng )新所帶來(lái)的復雜程度。電子產(chǎn)品設計更為成熟，產(chǎn)品技術(shù)市場(chǎng)化的動(dòng)力增加了。壓力不僅僅來(lái)自于應對這種日益增加的復雜性，而且還來(lái)自于尋找到更為智能且長(cháng)期的解決方案，以保持這種競爭優(yōu)勢并保護這種增長(cháng)性。 改變設計方法 由于微處理器的出現，許多改進(jìn)使得產(chǎn)品具有更小的體積、更快的速度，而設計的復雜程度也隨之增加。由此帶來(lái)的結果是設計電子產(chǎn)品不再是一件容易的事情——現已成為一個(gè)如何創(chuàng )新地管理不斷增長(cháng)的設計復雜程度的問(wèn)題。不幸的是，電子設計和開(kāi)發(fā)工具并未經(jīng)歷如此空前快速的變化。昔日的解決方案已不能滿(mǎn)足我們的需要，而今天的設計方法即將達到收益遞減點(diǎn)。 我們面臨的危險情況是：對復雜性的管理已經(jīng)轉移了我們進(jìn)行創(chuàng )新設計的注意力。這種影響是多重的，因為當前可用的器件技術(shù)和市場(chǎng)需求一并將我們轉移到現有的設計方法和工具可擴展性之外。尋遍現有選項，我們僅有幾種選擇，其中的大多數并不依賴(lài)于對未來(lái)增長(cháng)或增長(cháng)潛力的任何形式保護。提高現有工具的特性集只會(huì )使集成過(guò)程更為復雜和困難，而雇傭具有適當技能的工程師費錢(qián)又耗時(shí)。 著(zhù)手電子開(kāi)發(fā)重新評估為時(shí)過(guò)晚。也許，最大的障礙是在我們的心里，還有就是我們如何感知硬件和軟件之間的差異。 一切歸結：軟件問(wèn)題 解決方案的復雜開(kāi)發(fā)問(wèn)題在于通過(guò)隱藏設計器的復雜程度，提高板級工程師們進(jìn)行設計工作的抽象級別。于是，可以全新的方法來(lái)處理較大的系統，并且不會(huì )延長(cháng)相同集成電路的開(kāi)發(fā)時(shí)間，如：在板級和簡(jiǎn)化軟件工程師們開(kāi)發(fā)工作的高級編程語(yǔ)言級別上降低復雜性所帶來(lái)的那樣。其中的創(chuàng )新也就是將集中于硬件上的注意力轉到軟件上來(lái)，而開(kāi)發(fā)時(shí)間并未因此而延長(cháng)。 圖1 PCB到FPGA流程圖 由于硬件同軟件之間的界線(xiàn)日益一體化，從而使得設計不再是單獨地基于硬件。通過(guò)使作為物理硬件的組成部分被一次性集成至器件中的東西，成為現在的可編程部分，低成本、高容量的 FPGA 便具有了改變我們設計方法的潛力。這種“軟設計”將注意力集中在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上，因此符合邏輯，其將器件智能分離于被編程的物理硬件，并且避免了許多長(cháng)久以來(lái)同依賴(lài)硬件的解決方案有關(guān)的電子陷阱，例如，無(wú)法輕易在開(kāi)發(fā)末期作任何改變。 于是，同硬件結合的軟件就成為新型統一設計范例的一個(gè)固有部分。諸多可重新配置硬件平臺正推動(dòng)對電子開(kāi)發(fā)范例進(jìn)行重新定義，并說(shuō)明了“軟設計”潛力日益增長(cháng)的重要性。 電子產(chǎn)品的進(jìn)化見(jiàn)證了分立器件使微處理器直至FPGA成為可能。最近可編程硬件的大發(fā)展具有將更為一體化的概念擴展到更廣泛的電子產(chǎn)品應用的潛力。 以一種新視角看待硬件 此類(lèi)方法可以讓我們探索許多現有技術(shù)以外的技術(shù)，而所需要的就是一個(gè)合適的設計環(huán)境。到目前為止，對于電子設計的觀(guān)點(diǎn)并未統一，并且都將注意力集中于器件，因此開(kāi)發(fā)工具發(fā)展也是遵循這一模式。一般的印刷電路板設計觀(guān)點(diǎn)均是基于選擇配置在其上面的處理器或 FPGA。例如，使用傳統的硬件方法和工具，并且不用經(jīng)過(guò)重寫(xiě)低級代碼或帶入高效運算法則這一不可避免和令人痛苦的過(guò)程時(shí)，嘗試提升系統的性能。這樣做既費時(shí)又費錢(qián)。但是到目前為止，硬件平臺（即合并所有預構建電路，包括微處理器和邏輯芯片）的設計已成為一個(gè)獨立于實(shí)際器件智能創(chuàng )建的過(guò)程。 采用“軟”方式帶來(lái)了一些主要優(yōu)點(diǎn)，例如，更全面的設計同步、設計復用和一個(gè)統一的方法。由于設計人員可以在不必構建硬件來(lái)支持設計功能性并且不必對其做太多考慮的情況下，混用其硬件及軟件方法，因此更高一層次的抽象和設計自動(dòng)控制可以得到較為高效的運用。在軟件開(kāi)發(fā)工作開(kāi)始之前，不再需要“固定”硬件平臺設計，也不再需要在一個(gè)緊促的開(kāi)發(fā)周期內費時(shí)費力地做一些微小的改動(dòng)。取而代之的是一個(gè)互動(dòng)的設計方法，在不增加設計時(shí)間情況下容許進(jìn)行多次試驗及開(kāi)發(fā)的種種“如果”假定。注意力、努力及資源可以轉移到更高一層次的設計實(shí)踐中，而這才是其價(jià)值所在。實(shí)現這一研發(fā)過(guò)程所須的只是合適的設計環(huán)境。 盡可能通用的解決方案 在可選用的解決方案中，大多數都是一些針對具體廠(chǎng)商的點(diǎn)工具，如果這些工具的部署是作為公司中一個(gè)統一、集成設計流程的組成部分，其潛能幾乎都沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)。電子設計的確可以受益于新思維，例如，將互利技術(shù)集成到一個(gè)單一設計環(huán)境中，而非數個(gè)單獨的設計環(huán)境中。通過(guò)容許在一個(gè)單一系統中對電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的所有方面進(jìn)行設計和管理，極大地促進(jìn)了主流開(kāi)發(fā)工作，從而加速設計到產(chǎn)品的轉化。使用傳統的點(diǎn)工具不能實(shí)現新型創(chuàng )新設計，同時(shí)，應考慮運用更多的全新設計流程。 一個(gè)更為統一的方法容許設計人員將注意力集中于更高層次的應用，并在不犧牲創(chuàng )新或增加設計次數的情況下重復使用其已有工作以及第三方技術(shù)。為了實(shí)現這個(gè)概念，必須具有支持其設計的系統和基礎架構，并需要重新定義我們對設計流程的看法。 |
