调节多核处理器硬件适应软件设计方法
典型的嵌入式系统设计人员在硬件平台上进行编程,他们最关注的一点就是硬件平台的稳定性。如果硬件没有设置好,会带来重新编写代码的麻烦。但是一个完全设置好的稳定的硬件平台还是会对其上运行的程序有一系列的限制。这些限制 - 无论是设计结果,还是一个完全的缺陷 - 都会造成在编码时需要迂回处理甚至重新返工的情况,给设计实现带来麻烦,并且耗费了大量的时间。
通过将FPGA平台和一个精心设计的多核方法结合在一起,开发人员就能以下列这种方式实现高性能分组处理应用:软件工程师能够对计算平台的结构有所控制,从而大大缩短编程时间,同时降低延期交付风险。
硬件设计流程的主要工作就是定义一块电路板。像存储器类型、总线协议和I/O这样的基本组件已被预先定义。
如果只使用一个固定的处理器,那它也是预先定义好的。但是,单个处理器无法运行需要吉比特性能的算法(例如分组处理算法),此时就需要多个处理器协同工作。
构建一个处理构造块的最佳方法取决于所运行的软件。使用FPGA来进行处理,就能使你在对代码需求有了进一步了解后,再对精确的实现方式做出明确的决策。全新的Tejia FP平台在Xilinx® VirtexTM - 4 FPGA上提供了一种方法和多核基础设施,使开发人员在完成代码编写后,对多核架构进行精确的配置。
当软件工程师设计硬件时
硬件和软件设计是两种本质上不同的工作。无论硬件设计语言多么像一个软件,它进行的仍然是硬件设计。硬件语言对结构进行定义,并且设计流程最终要进行结构的实体化。但是,软件工程师正越来越多地使用C编程技术来设计系统功能;现有的工具支持使用软件或硬件方法来设计系统功能。
软件实现的方法更偏向于过程导向。它考虑的是“如何去做”而不是“构建什么”的问题,因为从传统观点来看,已经不需要再构建什么了 - 硬件都已经被构建好了。在真正基于软件的设计方法中,关键的功能不是被构建到一种结构中去,而是在一个已经构建好的系统中被结构执行的。灵活性是基于软件的实现方法的优势:在系统出厂后仍能快捷地对其进行改变。虽然FPGA也能现场编程,但改变软件设计要比构建硬件快捷地多。
由于硬件和软件设计存在着差异,因此硬件和软件的设计者所考虑的问题是不同的。硬件工程师不可能只通过改变编程语言的语法,就能转变成软件工程师。反之,软件工程师也不可能因为硬件设计中需要软件的参与,就能转变成硬件工程师。因此,不能轻率地就让软件工程师加入到处理架构的设计中来。
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