相同的硬件，不同的應用

　　本文于2008年5月6日收到。Marcelle Douglas：擁有美國加州國立大學的計算機科學研究生學位。

　　面對當今電子設計行業的諸多壓力，電子設計人員應該做些什么呢？將注意力放在產品智能上，并提升電子生態系統可能是最好的答案。器件連通性與硬件角色的變化密切相關，因此其重要性日益突顯。

變幻莫測的電子市場

　　電子設計的樂趣到哪兒去了？這是大多數電子產品設計人員現在心中存在的疑問。他們必須了解比過去更多更新的科學技術，如果這還不夠的話，諸如制造業的全球化、離岸外包等較大規模的行業趨勢正在以史無前例的速度發展。這些引起了人們太多的思考—如何使自己脫穎而出、減少投資并將產品在較短的時間內推向市場？

　　現今的設計方法和生產環境在某種程度上仍然停留在過去，二十年前的設計制造理念無法適應當今較短的產品生產周期和多樣化的要求。這些陳舊設計制造理念多半僅僅是為了當時的專業化和功能化而考慮的，并沒有考慮到將來的發展。設計人員在不確定其性能的情況下被迫在工藝開始時對硬件做出重大決策，為設計的生產選定特定的可編程芯片。如新產品的研究、設計與測試等非連續開發成本曾經是產品創新方面優勢的不可分割的一部分，現在更快的上市時間卻成為全部注意力和努力的焦點。更有諷刺意味的是，這種結果把真正的創新和成長趕出了設計流程之外。

產品智能成為新焦點

　　傳統的方法首先開發硬件平臺，有內置和鎖定在其內的軟元素，將上市時間作為產品差異性的做法給人一種假的安全感，可惜這種方法已經不再實用。真正的產品差異化(即器件智能或“IP”)實際上依賴一個強大的平臺，這都是改變起來最困難和最昂貴的設計元素。 

　　既然如此，為什么不將“軟性”元素作為開發流程的中心呢？這種看似單純的模式變化使人們關注的焦點發生了戲劇性的變化。通過將功能從固定的物理硬件上分離，設計的關鍵元素轉到了“軟”領域。因為不再局限于“硬”領域，他們可以被抽象到一個較高的層面上，在這個層面上，設計人員可以從用戶的角度出發動手處理一項設計任務，而不需要在決定產品的用途之前就對硬件配置做出判斷。因而建立了一個涵蓋電子設計所有方面的設計觀點(而不僅僅是包含一個孤立部分)。

　　對軟 IP 的關注帶來了其它優勢，比如使總體設計工藝一體化，使大規模可編程芯片技術帶來的好處成為可能并超越當前松散集成的點工具以及固定和過時的選項模式！

擴展軟設計以包含硬件 

　　具有軟處理器的 FPGA 嵌入式平臺，正逐漸成為更加通用且可重構硬件平臺的基礎。隨著功能的增強，FPGA變得更為流行且在成本預算上也變得更容易。這些平臺的軟設計擴展越來越多地包括了曾經屬于硬件的范疇。編程到軟設計系統的知識產權正迅速成為設計最有價值的部分，同時還提升了架構的靈活性，電路板也變得更小更適用。

　　 于是，將器件的 IP 編程到系統中、而不是制造在電路板上將為這美好的新世代提供最大的益處。軟設計可以在設計硬件平臺之前開始，直到當硬件設計完成以后(即使硬件已經到了用戶手中)也可以繼續進行。從長遠來看，現場“升級”將成為可能，這將為用戶打開一扇門，這扇門不僅可以連接到供應商本身，而且可以連接到一個大得多的電子生態系統。

　　曾經帶來傳統設計方法(即電路板設計)固有困難部分的復雜性被適當地降低到更容易控制的水平上，關注的焦點又重新回到產品差異化和創新上，而只不是“幸存者”！ 

　　應引起足夠注意的是，所有電子系統以軟設計為中心的開發的含義甚至超越了軟件本身。設計人員可以比較不同 FPGA 的性能優勢和劣勢，而無需改變他們的設計，也不用承擔更改的后果。遵循這樣的觀點深入設想一下，我們就會知道不但軟件能夠升級，硬件也可以升級。

一體化的設計環境具有可持續的優點

　　單一工具能夠為電子設計的所有階段提供統一方法嗎？不斷地嘗試選擇總會找到一個正確的設計環境，該設計環境具有內置的可重構硬件平臺，用于開發的關鍵實施、調試和更新階段，同時能夠自由采用多家廠商提供的器件做試驗，并更換 I/O 硬件。用于電子設計各方面的所有必要工具都將包含在內：處理器獨立的嵌入式編碼與調試、混合原理圖和基于 HDL 的 FPGA 設計與合成，以及全部 PCB 布局。僅具有一些基本硬件知識的軟件工程師就能夠很好地使用它。由于軟件和硬件都是可升級的，所以硬件工程師可以輕松地將精力集中在設計具有獨特性的元素及其原型生產上。

　　采取這一步驟后，嵌入式工程師就可以在硬件中創建設計，并動態地將他們的成果部署到物理硬件中，甚至無須轉到制造廠加工。 

　　再也沒有必要為滿足開發的最后期限而犧牲設計創新，這意味著關注點再一次回到創建最佳的用戶體驗上—為生產電子產品的機構提供真正的長期可持續性，并在這個過程中為設計人員帶來更多的樂趣。