系統(tǒng)設(shè)計師只是盲動的中間人嗎?

　　在嵌入式設(shè)計領(lǐng)域，系統(tǒng)設(shè)計被視為運用高層次算法建模技術(shù)和軟件語言來描述可編程設(shè)備中的電子系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，系統(tǒng)設(shè)計通過片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(包含ASIC及FPGA)來實現(xiàn)，特別是FPGA越來越普遍。這種方法論面向軟件工程師，可以規(guī)避晦澀難懂的硬件描述語言(HDL)，同時駕輕就熟地管理復(fù)雜的SoC系統(tǒng)。

　　在設(shè)計過程中，每個設(shè)計人員各司其職，所完成的各個設(shè)計部分最后被歸攏起來，構(gòu)成完整的產(chǎn)品設(shè)計。負(fù)責(zé)定義設(shè)計的各個組成部分并將其組合起來以滿足產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范的人就是通觀產(chǎn)品開發(fā)全局的人，多數(shù)情況下是系統(tǒng)設(shè)計師。 對產(chǎn)品開發(fā)過程采取系統(tǒng)層次觀點的優(yōu)點在于，這樣就有機會考察在封閉的電子設(shè)計領(lǐng)域以外的市場差異化問題。這一工作并不像聽上去那么容易，為了應(yīng)對復(fù)雜的新技術(shù)，電子工程變得日益專業(yè)化，設(shè)計領(lǐng)域的劃分越細(xì)致，整體‘圖景’就越模糊。

　　也許，使產(chǎn)品設(shè)計視野更開闊的一條顯而易見的途徑就是考慮那些購買和使用電子產(chǎn)品的用戶。在這里，不斷變化的影響因素在于意識到客戶不只是購買產(chǎn)品，實際上他們還在購買超出設(shè)備本身的電子產(chǎn)品的體驗。這一視野更少與電路和軟件算法直接相關(guān)，而是更多地與開發(fā)用戶界面、定義設(shè)備與外界的交互方式，以及它連接到什么系統(tǒng)和服務(wù)相關(guān)。這涉及產(chǎn)品的外觀、感覺和功能，且后者更為重要。這些要素主要是在軟件中定義的，而支持這些功能所需的電子硬件和系統(tǒng)是在后來才確定的。

　　當(dāng)各個設(shè)計領(lǐng)域被整合入單一開發(fā)環(huán)境，從而在整體上提高了設(shè)計抽象的層次，則系統(tǒng)級設(shè)計師就有可能采用這種方法。為使這一點成為可能，硬件、軟件和可編程硬件設(shè)計需要封裝進一個使用單一設(shè)計數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng)。這個單一數(shù)據(jù)存儲庫變成針對公司內(nèi)各種系統(tǒng)的單一聯(lián)系點，而且更重要的是，它允許各設(shè)計領(lǐng)域進行實時設(shè)計互動。

　　這與嵌入式設(shè)計領(lǐng)域特有的使用基于C語言的系統(tǒng)語言或算法建模技術(shù)來提高設(shè)計抽象層次的概念有重要區(qū)別。如果高層次嵌入式設(shè)計是在使用單一設(shè)計數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一設(shè)計環(huán)境中實現(xiàn)，則其本身就包含其他領(lǐng)域。通過提供包含應(yīng)用軟件與硬件的完整而統(tǒng)一的系統(tǒng)設(shè)計能力，系統(tǒng)設(shè)計才能夠名副其實。

　　設(shè)計抽象層次的提高，系統(tǒng)設(shè)計師可以采用高層次、以軟件為中心的整體產(chǎn)品設(shè)計方法。使用示意圖或流程圖等圖形設(shè)計界面，你可以迅速將IP區(qū)塊、軟件例程和I/O系統(tǒng)結(jié)合起來，以研究和開發(fā)創(chuàng)新的產(chǎn)品功能，而不會受到低層次工程設(shè)計需求的干擾。單一設(shè)計環(huán)境可以讓系統(tǒng)設(shè)計方法論服務(wù)于開發(fā)完整的產(chǎn)品功能而不是其中的一部分。

　　隨著合適的工具陸續(xù)出現(xiàn)，新一代電子產(chǎn)品設(shè)計師也已登臺亮相。他們采取傳統(tǒng)上被視為‘從前向后’的電子產(chǎn)品設(shè)計方法，即從軟件而非硬件開始設(shè)計。基于其現(xiàn)有的硬件開發(fā)專業(yè)知識，這些系統(tǒng)級設(shè)計師可以從以用戶為中心的高層次角度(即產(chǎn)品是如何被創(chuàng)造的)來看待系統(tǒng)開發(fā)。

　　如果在該硬件平臺與高層次設(shè)計軟件之間實現(xiàn)高層次智能通信，則設(shè)計師就能直接與開發(fā)板卡的所有部分而不只是基本功能進行互動，以便對板載FPGA進行編程。該系統(tǒng)還允許動態(tài)更換外圍硬件板卡，由軟件按需自動重新配置接口層和配置文件。利用這一設(shè)置，包括物理硬件在內(nèi)的完整開發(fā)系統(tǒng)就表現(xiàn)為一個連貫統(tǒng)一的設(shè)計環(huán)境。

　　從系統(tǒng)設(shè)計的角度看，軟件開發(fā)人員隨后可使用高層次設(shè)計系統(tǒng)在真實硬件的基礎(chǔ)上實時開發(fā)和研究設(shè)計方案，該硬件很有可能成為成品，使面向軟件的系統(tǒng)工程師能夠迅速開發(fā)出完整的產(chǎn)品，或者至少開發(fā)出概念證明設(shè)備。在此意義上，系統(tǒng)設(shè)計師并不是中間人或監(jiān)督者。使用單一、高層次和連貫統(tǒng)一的設(shè)計環(huán)境、以軟件為中心的設(shè)計方案有助于整體設(shè)計概念的快速研究、確定和實施。由于消除了低層次工程細(xì)節(jié)的干擾，產(chǎn)品開發(fā)過程即可專注于創(chuàng)新和打造針對下一代電子產(chǎn)品設(shè)計的用戶體驗。