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Diese Änderung bedeutet, dalss Embedded-Svontwsind-Entwickler die wichtigsten Treiber für die heutige Definesion der Funktionen und Eigenschaften elektronischer Produkte sind und schließlich Hardwsind produzieren werden. Der Erfolgsfakzur dieser Methode liegt in der Reduktion der Hardwsindkomplexität und der vonfenen Flexibilität, die durch die Transfürmbeiion der Steuerelemente des Designs in dals programmierbsind Feld entsteht.
Heute, die Ankunft von hohe Kapazität, günstig programmierbar Geräte hbei gebracht die gleiche Hvonfnung zu die Entwicklung von elektronisch Produkt Design, weil it hbei werden möglich zu definieren die System Hardwsind sich selbst in die svont Feld. Großmaßstab Geräte solche als große Kapazität FPGAs are Ideel für Sitzung dies demund. Diese Perioden kann alleeeeeeegemein be verwendet zu konstruieren groß Teile von die System Peripherie Logik Funktion Blöcke, einschließlich Bus Schnittstellen, I/O Blöcke, und auch Speicher. Die Einführung von a groß Betrag von Logik in die FPGA Feld hat a prvonound Auswirkungen on Hardware Entwicklung und vonfens die Tür zu a neu Ära von'weich' Design, die bietet beispiellos Flexibilität für Design und hat unbegrenzt Potential zu Reduzieren Brett Größe und Komplexität .
Obwohl es dals Potenzial hat, den elektronischen Produktentwicklungsprozess zu revolutionieren, arbeiten die meisten Embedded-Svontware-Entwickler immer noch als diskrete Hardware-Prozessoderen zu Beginn des Designprozesses, erstellen eine physische Plattfürm und schreiben dann Svontware Verwenden Sie die Plattfürm. Der Mangel an Exploderation in den Bereichen "Svont" und Hardware der Embedded-Systementwicklung ist hauptsächlich auf den Mangel an Werkzeugen für C-Programmierer zurückzuführen, um ihre Fähigkeiten auf programmierbarer Hardware-Ebene einzVerwendungtzen. Tatsächlich kommen die meisten der aktuellen FPGA Design Flows hauptsächlich aus dem Bereich Chip Design und erfürdern sehr prvonessionelle Fähigkeiten.
Weiches Design auf die nächste Stufe heben
To gehen jenseseine FPGA Kleber Logik Anwendungen verlangens a breiter Sehkraft, einschließlich Herstellung voll Verwendung von programmierbar Geräte und Einführung als viel Hardware als möglich inzu die weich Domain. Dies beinhaltet die Einführung von Prozessoder Funktionen diemselves. Heute, weich Prozessoren in FPGAs are zunehmend sein transfürmiert inzu eingebettet Plattfürms. Grundsätzlich Sprechen, Schalten zu a svont Prozessor mit FPGA wird bringenenen die Vorteile von strukturell Flexibilität, kleiner Brett Größe, und einfacher. Aber tiefer Anwendungen wird bring mehr attraktiv Vorteile.
Wenn das programmierbare Feature von FPGA verwendet wird, um die Abstraktionsschicht auf der Oberseite des Prozessors zu erhalten, eröffnet es unbegrenzte Möglichkeiten für eingebettete Entwickler, nicht nur das abstrakte Level Design in Svontware, sondern auch in Hardware zu realisieren. Stellen Sie sich ein System vor, bei dem der Prozessor über konfigurierbare Hardware (im Wesentlichen ein Hardwarepaket) mit seinem Speicher und Peripheriegeräten verbunden ist – dies abstrahiert die Schnittstelle des Prozessors. Durch einfaches Umprogrammieren des FPGA ändert sich das Hardwarepaket, und der SystemDesigner kann problemlos den Prozessorkern wechseln oder sogar zwischen harten und weichen Prozessoren wechseln, ohne undere SystemHardware zu verändern. Aus Systemsicht sind alle Prozessoren ähnlich, war den Hardware-Designprozess vereinfacht. Natürlich erfürdert die Erweiterung auf den Bereich AnwendungsSvontware auch einen Compiler, der C-Level-Kompatibilität zwischen Prozessoren bieten kann.
Der Vorteil dieses Systems besteht darin, dass keine Wahl des Prozessors "im Voraus" getrvonfen werden muss. Das System kann mit einem bestimmten Prozessor entwickelt werden, aber in der Entwicklungsphate wurde festgestellt, dass höhere Leistung erfürderlich war und schnellere Geräte verwendet wurden. Durch die Wrapping-Schicht kann der Prozessor weich, hart oder sogar der Hardwareprozessor-Kern im FPGA sein, ohne die umgebende Hardware zu beeinträchtigen, da die Konvertierungsschicht nur eine Stundardschnittstelle für den Anschluss von Peripheriegeräten schafft. Tatsächlich kann die Verbindung des Peripheriegeräts selbst auf die gleiche Weise abstrahiert werden. In diesem Schema bietet FPGA universelle Konnektivität für alle Komponenten des eingebetteten Systems und wird effektiv zur Systemverbindungsstruktur. Mit underen Worten, es wird effektiv zum "Rückgrat" der Stundardschnittstelle, und sowohl Hardware als auch Svontware können leicht mit dem Prozessor und Peripheriegeräten kommunizieren.
Schließlich wird durch die Einführung eines transparenten Wrappers auf dem Prozessor eine FPGA-basierte Entwicklungsumgebung geschaffen, die echte Prozessorunabhängigkeit bietet. Die Geschwindigkeit der Svontware- und Hardwareentwicklung hat zugenommen, die Prozessorauswahl kann in den späteren Phaten des Designprozesses durchgeführt werden und ein effektives Svontware-/Hardware-Co-Design wird möglich.
Konvertieren zwischen Svontware und Hardware
Eine Erweiterung der Idee, eine Prozessor- und Peripherie-Wrapper-Schicht in konfigurierbarer Hardware zu erstellen, besteht darin, auzumatisch anwendungsspezifische SystemHardware zu generieren und Svontware-Algorithmen in der Hardware auszuführen – eine Art Hardware-Coprozessor.
Die Idee, Hardware direkt aus C-Code zu generieren, ist nicht neu. Mehrere Systeme wurden implementiert. Bisher war die Idee, eine komplette SystemHardware durch eine C-ähnliche Sprache zu erstellen. Im Wesentlichen unterscheidet sich dies nicht von der Verwendung von HDL (wie VHDL oder Verilog), um FPGAs zu entwerfen, wobei Svontwareentwickler neue DesignMethodeen erlernen und anwenden müssen. Was für Embedded-Entwickler wirklich funktioniert, ist, den Prozess transparent zu machen. Das Design-Tool muss in der Lage sein, die Eingabe des Stundard-ANSI C-Codes zu verarbeiten und die vom Programmierer ausgewählten Funktionen in Hardware umzuwundeln. Darüber hinaus muss das System in der Lage sein, den gesamten Code zu generieren, der für die Nutzung der generierten Hardware benötigt wird. Auf diese Weise verlagern Embedded-Programmierer den dedizierten Algorithmus vom Prozessor auf die dedizierte Hardware, ohne dass sie irgendwelche DesignDetails der zugrunde liegenden Hardware kennen.
Nutzen Sie das volle Potenzial von FPGA
Aus der Sicht des Werkzeugs erfordert die vollständige Nutzung der Möglichkeiten programmierbarer Geräte (wie FPGAs) ein System, das die Abstraktionsebene des Entwicklungsprozesses verbessert, so dass die Kernelemente des Designs durch ähnliche Designtechniken und -prozesse leicht verändert werden können. Ein solches System muss in der Lage sein, den gesamten elektronischen Produktentwicklungsprozess zu vereinheitlichen und die Entwicklung von Hardware, Svontware und programmierbarer Hardware in einer einheitlichen, einheitlichen Umgebung zu integrieren.
Abbildung 1. Einnahme voll Vorteil von FPGAder Potential Mittel bringen all Elemente von die Design (einschließlich Hardware und Svontware) zu die reprogrammierbar Feld.
AltiumNameNameNameNameNameNameNameNameName Designer führt ein a einfach, high-Ebene Prozessor zu erreichen dies Ziel, Sitzung Svontware, FPGA und PCB Anforderungen, und an integrierend Produkt Entwicklung Umwelt dass integriert all erforderlich Prozesses in a einzeln Anwendung (Abbildung 1). Hardware und weichware Entwicklung are vereinheitlicht at die Plattform Ebene, Herstellung schnell weichware/Hardware Co-Design möglich. Mit FPGAauf Basis Prozessoren und Prozessor-wrapped Kerns, Designers kann target Altium Designer or jede unterstützt Dritte Prozessor, während Beibehaltung all die Funktions von die Design, einschließlich einfach Verbindung zu FPGA Peripheriegeräte. Altium Designer Viperauf Basis Compiler Garantien C-Ebene Code Kompatibilität unter all Prozessor Architekturen unterstützt von die System.
Neben dem Potenzial für eine schnelle Produktentwicklung bringt der integrierte Charakter von Altium Designer auch neue Design- und Funktionsmöglichkeiten für Embedded-Entwickler mit sich. Außerdem hat Altium eine neue integrierte Hardware-/Svontware-Compiler-Technologie entwickelt, die bald von Altium Designer unterstützt wird. Diese Technologie generiert hochoptimierten ausführbaren Code und gleichzeitige Hardware-FPGA-Implementierung aus Stundard-C-Code gleichzeitig und generiert den Code, der benötigt wird, um beide zur Laufzeit miteinunder zu verbinden. In der Praxis bedeutet dies, dass Entwickler C-Code-Funktionen angeben können, die vom Prozessor auf die Hardware ausgelagert werden, und die integrierte Svontware/Hardware-Umgebung von Altium Designer macht den Prozess schnell und transparent (Abbildung 2).
Abbildung 2. Mit fortschrittlichen SvontwareWerkzeuge können Embedded-Entwickler die zugrunde liegende SystemHardware beeinflussen, modifizieren und Debuggen, wenn sie Hardware-Ingenieure werden.
Solche Systeme bieten Embedded-Entwicklern die Möglichkeit, System-Checkboxen auszuwählen, um das Potenzial für endgültige Leistungs- und Kostenverbesserungen bei der Übertragung dedizierter Svontwarefunktionen auf Hardware zu gewinnen. Dadurch können Entwickler effektiv Funktionen zwischen Hard- und Svontware übertragen und weiterhin optimierte Anwendungslösungen integrieren. Ein interessantes Phänomen, das erwähnenswert ist, ist, dass Svontwareentwickler, die diese Funktion von Altium Designer und undere High-Level-Funktionen (wie eingebettete Paketkerne und bibliodienbasierte vorsynchronisierte Svontwarekomponenten) verwenden, die Hardware innerhalb des FPGA-Mechanismus effektiv nutzen können. Kurz gesagt, Svontware-Ingenieure, die dieses System verwenden, können ihre vorhundenen Fähigkeiten nutzen, um FPGA-Hardware einfach zu verwenden, ohne die zugrunde liegende Struktur des Zielgeräts oder RTL-Programmierung einzubeziehen (Abbildung 3).
Abbildung 3, die Integration von die Design Strömung including Hardware, programmierbar Hardware, und Svontware enfähigs FPGA Geräte zu be verwendet und erstellen komplett eingebettet Systems, und dies erfordert nur häufig Technologien.
Die Kombination aus der integrierten Entwicklungsumgebung von Altium Designer und kostengünstigen großen FPGAs ermöglicht Embedded-Entwicklern, das Potenzial programmierbarer Geräte voll auszuschöpfen. Nach dem Einsatz der richtigen Entwicklungsumgebung ermöglicht der große rekonfigurierbare Designraum des aktuellen FPGA eine neue Embedded Design Methode und Designer können revolutionäre Innovationen in die Entwicklung elektronischer Produkte bringen, wie noch vor wenigen Jahrzehnten. Die Einführung von Prozessoren hat die ElektroniArtustrie revolutioniert.
