3-Hardware-SoftwareCodesign

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1、面向二十一世纪的嵌入式系统设计技术第三讲：软硬件协同设计技术Hardware-SoftwareCodesign主讲教员：徐欣国防科大电子科学与工程学院嵌入式系统开放研究小组软硬件协同设计定义与主要概念¢软硬件协同设计定义¢Themeetingofsystem-levelobjectivesbyexploitingthetrade-offsbetweenhardwareandsoftwareinasystemthroughtheirconcurrentdesign¢主要概念¢Concurrent（并发）:hardwareandsoftwaredevelopedatthesame

2、timeonparallelpaths¢Integrated（交互）:interactionbetweenhardwareandsoftwaredevelopmentstoproducedesignsthatmeetperformancecriteriaandfunctionalspecifications嵌入式系统快速原型设计过程REUSEDESIGNLIBRARIESANDDATABASEPrimarilyPrimarilyVIRTUALPROTOTYPEsoftwarehardwareHWHWDESIGNFABSYSTEMFUNCTIONHW&INTEG.DEF.DES

3、IGNSW&TESTPART.SWSWHW&SWDESIGNCODECODESIGNHW&SWPartitioning&Codesign嵌入式系统快速原型开发的基本要素¢系统定义（需求分析）¢软硬件划分¢结构规划–处理器类型,软硬件之间的接口类型,等.¢划分目的–满足系统速度,延迟,体积,成本等方面的要求.¢划分策略-highlevelpartitioningbyhand,automatedpartitioningusingvarioustechniques,etc.¢调度¢Operationschedulinginhardware¢Instructionscheduling

4、incompilers¢Processschedulinginoperatingsystems¢软硬件设计过程中的建模传统的嵌入式系统设计模型DOD-STD-2167AHWCIHWDevelopmentTestingFabric.DetailedDesignPrelim.DesignHardwareRequire.Sys/HWAnalysisRequire.AnalysisSystemSystemOperation.ConceptsInteg.andTestingandSys/SWtestEval.Require.AnalysisSoftwareRequire.Analysi

5、sPrelim.DesignDetailedDesignCoding,Unittest.,SWDevelopmentInteg.testCSCITesting传统的嵌入式系统设计过程¢传统软硬件设计过程的基本特征:¢系统在一开始就被划分为软件和硬件两大部分¢软件和硬件独立进行开发设计¢“Hardwarefirst”approachoftenadopted¢隐含的一些问题:¢软硬件之间的交互受到很大限制¢软硬件之间的相互性能影响很难评估¢系统集成相对滞后，NRE较大¢因此:¢Poorqualitydesigns（设计质量差）¢Costlymodifications（设计修改难）

6、¢Scheduleslippages（研制周期不能有效保障）传统设计过程中的尖锐矛盾¢随着设计复杂程度的提高，软硬件设计中的一些错误将使开发过程付出昂贵的代价¢“Hardwarefirst”approachoftencompoundssoftwarecostbecausesoftwaremustcompensateforhardwareinadequacies软硬件设计过程发展方向－－协同设计IntegratedModelingSubstrateHWCIHWDevelopmentTestingFabric.DetailedDesignPrelim.DesignHardware

7、Require.Sys/HWAnalysisRequire.AnalysisSystemSystemOperation.IntegratedModelingSubstrateConceptsInteg.andTestingandSys/SWtestEvaluationRequire.AnalysisSoftwareRequire.AnalysisPrelim.DesignDetailedDesignCoding,Unittest.,SWDevelopmentInteg.testCSCITesting©I