[发明专利]一种计算机开发用SOPC的软硬件任务划分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机开发用SOPC的软硬件任务划分的方法，具体计算机技术领域。

背景技术

传统嵌入式系统的生产和设计面临着许多必须解决的矛盾问题，首先是系统高性能和低成本之间的矛盾，一般情况下，系统功能越丰富，系统性能越高，其体系结构也就越来 越复杂，设计和生产成本自然越高，但是为了在市场竞争中获胜，设计者必须千方百计地去降低成本；其次是系统复杂性与更新换代周期之间的矛盾，随着用户需求不断提高，要求嵌入式产品拥有较多的功能和较高的性能，这必然会导致系统复杂性的增加，从而加大设计和生产的难度，引起从设计到生产的周期延长，然而激烈的市场竞争又要求嵌入式产品更新换代周期不断缩短；最后是落后的设计技术与飞速发展的半导体集成电路芯片技术之间的矛盾，不仅使集成电路芯片价值不能得到充分利用，而且还会影响系统设计的质量，延误系统问世时间。传统的嵌入式系统硬件部分设计容易，系统开发主要是在目标电路板上进行编程和交叉调试，所以嵌入式系统开发很大精力都放在软件上，通常认为只要软件开发质量能够很好地保证，就可以很好地满足整个系统的功能和性能需求；传统的嵌入式系统设计流程简单，系统软件和硬件划分完成以后，首先进行硬件子系统的设计与实现，再进行软件子系统的设计与实现，整个系统设计与实现过程基本上是一个串行过程；然而随着嵌入式产品需求不断增加、硬件集成度不断提高；传统的嵌入式开发方法逐 渐暴露出很多不足之处：软件和硬件的开发过程缺乏沟通与协调，现在的嵌入式系统在设计早期就分开进行，由于异构型系统软硬件复杂；这种设计过程使软件和硬件不能得到协调优化，导致了设计效率较低；设计自动化层次低；系统级设计由设计人员手工完成，而随着系统规模不断提高，复杂度提高，设计的好坏依赖于设计者本身的经验，无法预料设计中出现的错误：设计过程并行化程度低从而增加了设计周期；传统的设计流程主要采用先硬件后 软件的开发模式，即实现了硬件的物理原型后才开始开发软件，因此串行设计不能充分及 时地进行全系统综合考虑，导致设计失误增加，设计过程拖延；缺乏设计重用支持，传统的嵌入式系统设计几乎都是从零开始的，没有很好地利用过去开发的成果，导致产品问世周期增长，市场竞争力下降；这种先硬件后软件的嵌入式系统的系统设计模式需要反复修改、反复试验，整个设计过程在很大程度上依赖于设计者的经验，设计周期长、开发成本高，在反复修改过程中，常常会在某些方面改变了原始设计的要求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种计算机开发用SOPC的软硬件任务划分的方法，提高了设计抽象的层次，并拓展了设计的覆盖范围。使嵌入式系统设计更好和更快，能够在设计开发的早期互相结合，从而及早发现问题并及早解决，避免了在设计开发后期反复修改系统以及由此带来 的一系列问题，而且有利于挖掘系统潜能、缩小产品的体积、降低系统成本、提高系统整体性能。

（二）技术方案

本发明的计算机开发用SOPC的软硬件任务划分的方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：根据系统需求，建立一个可以用来表达整个系统的模型，该模型是从客户和用户的角度对系统进行描述，是系统整体的功能分配图，并未区分哪些由软件实现，哪些由硬件实现；

第二步：根据系统模型，确定目标系统架构；

第三步：定义用来评估系统设计优劣的评估准则，以及必须满足的设计条件限制；

第四步：定义系统分割最终所要完成的目标函数。设计决策也是一个优化策略问题，该决策优化问题的目标函数是基于上述步骤的结果确定的，约束是上一步确定的；

第五步：系统模型迭代过程，确定是否是最合理的划分方案。软硬件划分是一个多次迭代过程，在这个过程中不断改进系统模型的软硬件划分，直至满足所定义的设计目标；

第六步：分开进行软硬件的设计，经过多次迭代，到第五步得到最优的软硬件划分方案，则软硬件划分已经完成。接下来则是根据软硬件划分，分别进行软硬件的设计。

进一步地，所述第一步中目标系统架构包括软硬件子系统的分解及关联机制，以及定义系统最终实现的目标平台的软硬件映射，如所用的CPU种类、内存容量、硬件模块、操作系统、总线等。

进一步地，所述第五步中系统模型迭代过程可以在系统目标允许的范围内调整评价准则、设计约束和目标函数。

（三）有益效果