不可不知的幾種真實(shí)設(shè)計(jì)環(huán)境中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)基于SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確方法的爭(zhēng)論非常激烈。是傳統(tǒng)的寄存器傳送級(jí)（RTL）流程？還是C語(yǔ)言行為模型的高級(jí)綜合？減少了代碼生成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）重用方法又怎樣呢？

　　對(duì)于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該怎樣從需求分析到制造實(shí)現(xiàn)，每個(gè)專(zhuān)家都有自己的觀點(diǎn)。每一觀點(diǎn)都基于自己的偏好，過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)，或者——EDA供應(yīng)商本身會(huì)考慮產(chǎn)品供貨情況。但是在很多真實(shí)環(huán)境中，所有這些觀點(diǎn)可能都是不相干的。

　　原因很簡(jiǎn)單：大部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)——據(jù)網(wǎng)站embedded.com最近的一項(xiàng)研究，55%的設(shè)計(jì)并不是新設(shè)計(jì)。它們實(shí)際上是對(duì)某類(lèi)現(xiàn)有設(shè)計(jì)的修改。這一事實(shí)意味著，實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程不僅僅取決于某些方法專(zhuān)家的建議，而且還要考慮需求的變化特性，以及設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠得到的數(shù)據(jù)。結(jié)果可能是從形式驅(qū)動(dòng)的修訂過(guò)程，直至徹底的修改，甚至還有不可預(yù)測(cè)的改動(dòng)等。通常是，結(jié)果實(shí)際對(duì)整個(gè)系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)：不是因?yàn)楦膭?dòng)的范圍，而是因?yàn)闆](méi)有重用規(guī)劃，也沒(méi)有能夠管理改動(dòng)的方法。

　　在本文中，我們將與方法專(zhuān)家和實(shí)際設(shè)計(jì)人員進(jìn)行討論，當(dāng)系統(tǒng)需求變化時(shí)，到底會(huì)怎樣，有沒(méi)有一種一致的方法。然后，我們將在幾種真實(shí)設(shè)計(jì)環(huán)境中應(yīng)用這種工作方法，通過(guò)它來(lái)建議應(yīng)采用怎樣的設(shè)計(jì)過(guò)程，怎樣使其更好的工作。

　　一些分類(lèi)

　　至少在三種不同的環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)衍生設(shè)計(jì)（圖1 ）。最明顯的是，現(xiàn)有設(shè)計(jì)的一系列需求變化定義了新項(xiàng)目后：例如，新功能、新外設(shè)，或者新的性能指標(biāo)等。

　　圖1.衍生設(shè)計(jì)分類(lèi)

　　而至少還有其他兩類(lèi)。一類(lèi)是使用平臺(tái)設(shè)計(jì)，例如谷歌的Android平臺(tái)。Cadence的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包產(chǎn)品市場(chǎng)集團(tuán)總監(jiān)Frank Schirrmeister特別指出了德州儀器的開(kāi)放多媒體應(yīng)用平臺(tái)（OMAP），這是一個(gè)很好的例子。他觀察到，OMAP平臺(tái)定義的擴(kuò)展平臺(tái)幾乎含有應(yīng)用領(lǐng)域中能夠想到的所有系統(tǒng)。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過(guò)把未使用的模塊拿到平臺(tái)之外來(lái)產(chǎn)生某種例化，在某些情況下，重新優(yōu)化得到的設(shè)計(jì)。

　　第三類(lèi)是相關(guān)的：使用參考設(shè)計(jì)。這一過(guò)程實(shí)際上是衍生設(shè)計(jì)的一個(gè)例子，但卻是重要的方法，它不同于自己修改現(xiàn)有設(shè)計(jì)，也不同于應(yīng)用一個(gè)平臺(tái)。

　　對(duì)于這三種情形，只有第一種可以被分類(lèi)為衍生設(shè)計(jì)?；谄脚_(tái)的設(shè)計(jì)和基于參考的設(shè)計(jì)一般被認(rèn)為是新設(shè)計(jì)。但所有這三種都有共同的特性。它們從一個(gè)已經(jīng)完成的設(shè)計(jì)開(kāi)始，然后，針對(duì)現(xiàn)有規(guī)范來(lái)對(duì)比新設(shè)計(jì)需求。它們找到與現(xiàn)有設(shè)計(jì)的不同，然后進(jìn)行實(shí)施。

　　第一步：有哪些變化？

　　這些設(shè)計(jì)過(guò)程都從一些新需求開(kāi)始。每一過(guò)程的第一步是找到新需求和現(xiàn)有設(shè)計(jì)之間的不同點(diǎn)。理論上，這是一個(gè)嚴(yán)格的過(guò)程。我們可以通過(guò)對(duì)比最初的需求文檔和修改后的需求文檔來(lái)找到這些不同。但是在很多情況下，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)無(wú)法使用現(xiàn)有設(shè)計(jì)最初的、當(dāng)前的、正確的需求文檔。我們將在本文的后面討論這些情形。

　　我們理論過(guò)程的下一步是將每一需求變化分成行為、結(jié)構(gòu)和參數(shù)三類(lèi)。行為變化——系統(tǒng)功能的變化，這是最常見(jiàn)的，據(jù)embedded.com研究，它占據(jù)了衍生設(shè)計(jì)的一半以上。有趣的是，目前自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具為它們提供的支持很少，只是提供一些表格。

　　作為對(duì)比，結(jié)構(gòu)變化指出了系統(tǒng)硬件或者軟件的某些改變：例如，操作系統(tǒng)的變化，增加或者去除了硬件模塊，或者改變了模塊之間的互聯(lián)等。在某些應(yīng)用中，例如通信基礎(chǔ)設(shè)施，系統(tǒng)I/O會(huì)經(jīng)常變化。Altera設(shè)計(jì)工作專(zhuān)家Kevin Weldon評(píng)論說(shuō)：“我們一直和客戶(hù)一起工作，實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)工作頻率。但是現(xiàn)在，我們看到更多的變化出現(xiàn)在I/O中。客戶(hù)希望確定不會(huì)出現(xiàn)I/O阻塞。”