你是否覺得“軟件開發(fā)環(huán)境”這個詞匯聽著就如podcast（即“播客”，是iPod和Broadcast合成新造的時髦詞匯，這里指代新奇的詞匯）一樣新奇？軟件開發(fā)環(huán)境這個詞曾經(jīng)用在手機上，而現(xiàn)在正成為多功能集成的“犧牲品”。你是否對消費電子下一波的功能集成心存疑慮呢?
低廉，高速，高功效，高可靠性的芯片一直以來推動著消費電子的增長，然而目前的設計方法在研發(fā)更為高性能的芯片時失效，人們擔心電子產(chǎn)業(yè)會止步于發(fā)展下一代平臺的門檻前，于是迫切需要創(chuàng)新的思維來指導多個層次的設計和驗證－包括硬件、軟件、架構(gòu)以及驗證。
消費電子市場上第一代平臺的典型產(chǎn)品有飛利浦（Phillip）的nExperia，德州儀器（Texas Instrument）的OMAP，意法半導體（STMicroelectronics）的Nomadik。nExperia平臺構(gòu)架下的芯片硅片上集成了3個處理器以及約20個專用硬件模塊。一個平臺的研發(fā)需要大約200億到1000億美元的巨額投資，除上市時間外，市場上產(chǎn)品的生存周期也需要優(yōu)化以獲得滿意的投資回報。這反過來促進了在處理器上更為靈活地使用軟件的趨勢。
然而，功耗成為重要的制約的因素。桌面處理器停留在4GHz，嵌入式處理器同樣由于功耗和時鐘頻率的限制而止步在1GHz。如果使用10個功耗只有原來單個處理器1/100的處理器來做代替，我們可以得到相同的處理性能卻只擁有原先1/10的功耗。但現(xiàn)實是，產(chǎn)業(yè)界仍然缺少在多個處理器上高效分配和執(zhí)行軟件的方法。
這樣的狀況可能意味著電子產(chǎn)業(yè)短期發(fā)展會受阻，同時也為積極把握它的人們提供了長遠的機遇。隨著產(chǎn)業(yè)向前推進，開發(fā)和設計多處理器系統(tǒng)級芯片（MPSoC）將需要軟件、硬件乃至設計流程無縫接合的開發(fā)環(huán)境所提供的統(tǒng)一的系統(tǒng)設計自動化手段。
這樣的改變也將對電子產(chǎn)業(yè)進行重構(gòu)。就如nExperia變成了軟件公司，公司內(nèi)軟件研發(fā)人員的數(shù)量超過了硬件設計人員。隨著每個MPSoC中平均使用的處理器的數(shù)量的增長，以及編程者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的工具無法勝任新的多處理器或多核芯片，這種趨勢變得愈發(fā)顯著。
誰將抓住這個發(fā)展機遇呢？這需要認識MPSoC對軟件開發(fā)環(huán)境的提出的基本要求。軟件開發(fā)者不能等待芯片來調(diào)試軟件，因為芯片本身也融入了軟件。硬件開發(fā)者意識到MPSoC結(jié)構(gòu)的定義和劃分已經(jīng)成為了軟件問題的一部分。
花費了大量的精力卻沒能滿足目標應用市場的需求實在是不幸的結(jié)果。多處理器和多核因此更需要靈活性。處理器的數(shù)量以及相應的配置需要依據(jù)應用軟件要求而定。首先，為了評估不同的配置選項，設計團隊需要使用超越現(xiàn)有工具能力的工具進行軟硬件協(xié)同的快速仿真。目前，基于單芯片的指令集仿真器的軟件能以數(shù)百萬指令每秒（MIPS）的速度進行仿真。當目標為10個、20個甚至50個處理器并試圖跑一個重要的應用部分（如30秒的多媒體音視頻）時，目前方法所能提供的仿真能力并不能有效地同比提升以滿足需求。
其次，現(xiàn)在的嵌入式調(diào)試方案都是基于單處理器，沒有考慮應用程序分配到10、20甚至50個處理器時的并行調(diào)試的要求。
最后，現(xiàn)在的公司都在開發(fā)面向單處理器的應用。缺少現(xiàn)實的實踐使得應用編程中并行設計的描述，以及如何在MPSoC平臺上映射和分配軟件仍然存在很大的未知性。
誰來面對這個挑戰(zhàn)? 硬件一方還是軟件一方? 誰來進行投資? 誰愿意承擔風險?
硬件設計師習慣于花錢進行快速的仿真和調(diào)試，而軟件設計者在開源的時代里用著幾乎免費的工具如GCC和GDB。軟件研發(fā)人員希望得到芯片的同時得到軟件開發(fā)環(huán)境，這種期望使得這樣的趨勢愈加明顯。垂直集成半導體廠商如德州儀器和飛利浦深知這點，因此最近雇傭了比硬件研發(fā)更多的軟件研發(fā)人員來為他們的芯片提供支持。
需求以及未來趨勢的關鍵點就在于新的系統(tǒng)設計自動化模式唯有軟硬件設計者的合作才可行。硬件廠商支持著這一切，在提供芯片的同時向用戶——軟件開發(fā)者提供支持他們芯片平臺的軟件開發(fā)環(huán)境。否則軟件開發(fā)者將會依據(jù)自己的應用需求而轉(zhuǎn)向使用別的編程更加便捷的MPSoC。
為這樣的系統(tǒng)設計提供新的方法學就成為另一個巨大的挑戰(zhàn)，尤其需要打破EDA與嵌入式軟件間的陳規(guī)舊律。當一個設計團隊能夠為一系列不同的處理器設計功能，順暢地調(diào)試并同時驗證軟硬件，這樣的設計模式將帶來極大的好處。新的設計方式所提供更為低廉、高效、高功耗以及高穩(wěn)定度的芯片，也將加速消費電子的增長。
當且僅當系統(tǒng)設計自動化成為現(xiàn)實，消費電子下一波的集成才能成為可能。當我們僅僅用一個設備如手中的PDA，在與孩子通話的同時正確地計算出方位，我們會回想現(xiàn)在并欣然微笑。
那么，我們可以決定何去何從了吧？
來源:零八我的愛0次
下載文檔
