基于uml和systemc的软硬件协同设计研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用，嵌入式系统设计技术发展迅速。针对传统的嵌入式系统设计方法存在设计质量差，研制周期不能有效保障等问题，业界提出了软硬件协同设计方法。软硬件协同设计强调软件和硬件设计开发的并行性和交互性，克服了传统设计方法中把软件和硬件分开设计所带来的种种弊端，通过挖掘软硬件之间的协同性，达到系统高效工作的目的；软硬件协同设计还可以充分利用现有资源，缩短系统开发周期，降低系统成本，提高系统性能。近年来，嵌入式系统软硬件协同设计方法的研究十分活跃，但典型的软硬件协同设计方法仍存在着一些问题，这些问题限制了软硬件协同设计方法的普遍推

2、广。本文通过对软硬件协同设计的研究，将UML和SystemC有机地结合起来应用在软硬件协同设计中，提出一种新的、较为完整的嵌入式系统软硬件协同设计的方法，并初步实现基于UML和SystemC的软硬件协同设计的设计系统。目前嵌入式系统软硬件协同设计研究还处于发展阶段，许多技术仍未成熟和实用化，但是它将给嵌入式系统设计带来革命性的变化，极大地提高设计生产力，软硬件协同设计的研究意义重大。本文首先介绍了软硬件协同设计的基本概念和国内外研究现状，并分别论述了系统描述阶段的技术、系统结构设计阶段的技术、软硬件设计与实现阶段的技术；接着结合POuS、vULCAN和CORSAIR三种有

3、代表性的软硬件协同设计方法，对系统描述、软硬件划分、软硬件实现综合等几个主要设计步骤进行了研究与分析，并提出了新的方法和思路；然后详细介绍了UML及基于UML的嵌入式系统建模技术，并以嵌入式手持终端系统来举例说明，重点研究将UML的视图转换成SystemC代码的算法；其次介绍了SystemC的基本概念，分析了SystemC的建模平台和仿真机制，并对基于SystemC的软硬件协同设计方法进行探讨；最后应用基于UML和SystemC的软硬件协同设计的设计思路，初步实现基于UML和SystcmC的软硬件协同设计的设计系统，目的是建立一个用于嵌入式系统设计的开发环境。关键词：软硬

4、件协同设计，UML，SystemC，系统描述，软硬件划分武汉理工大学硕士学位论文AbstraetAsembeddedsystemsbeingusedwidely,designmethodsofembeddedsystemhasbeendevelopingrapidly．However,therearesomeproblemssuchasIR)orqualitydesigns，scheduleslippagesintraditionaldesignofembeddedsystems．Tosolvetheseproblems，ahardware／softwareco-desi

5、gnmethodologyisputforward．Software／hardwareco-designemphasizessoftwareandhardwaredesignofconcurrentandintegrated,overc．,ome8drawbacksthatthetraditionaldesignmethodsbringinthroughsoftwareandhardwaredesignSeparately．Throughminingthecollaborativebetweenhardwareandsoftware．itCanachieveefficie

6、ntworkofsystems．Itc锄alsomakefulluseofexistingresources，shortenthedevelopmentperiodsandreducethecostandenhancesystemperformance．Inrecentyears，theresearchofsoftware／hardwareco-designisveryhot，buttypicalsoftware／hardwareco-designmethodologystillexistsomeproblems．theseproblemshavelimitedtheso

7、ftware／hardwareco-designmethodsbeenwidelyused．Inthisthesis．basedOnthestudyofsoftware／hardwareco-designmethodolgy,anewmoreperfectsoftware／hardwareco-designmethodcombiningwitllUMLandSystemCforembeddedsystemsispatforword,缸-thcTlllore，asoftware／hardwareco-designsystem瑚i