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系统与设计
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系统设计和验证的挑战:是芯片上还是芯片外?

系统集成的下一步是什么?

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移动设备的下一个自然集成项目是什么?从2002年到今天,以前单独的部件(如GPS、摄像头和键盘)已经集成到手机中。它们引发了芯片系统内集成的狂热。现在,我们有了物联网(IoT)为这幅图增加了一万亿设备。如果有的话,哪些是要集成的?所有这些对系统设计和验证意味着什么?

上个月我有思考“事物”的数量将被添加到物联网中。上周,我在车库里发现了一个装有我的旧康柏/惠普iPAQ的盒子。(说到做一个早期采用者!不买牛顿会让我更像一个早期的大众主义者吗?还是说史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)想到牛顿的时候,我太年轻了?但我跑题了。)如下图1所示,我还找到了相关的外接键盘、我为iPAQ购买的外接摄像头,以及外接GPS系统。当时是2002年,我把自己的音频分别放在一个iPod里,我还有两部手机,一部美国用的,一部亚洲用的。


数字1:弗兰克车库里的iPAQ(2002年)和弗兰克的手机(2017年)

如图所示,15年的系统集成已经消除了几个外部组件,电缆,当然还有四个电源适配器中的三个。在这一点上,这一切都在一个带无线耳机的手机里。

那我们该怎么办?下一个被吸进手机的是什么?这就是问题所在,对我来说已经不明显了。早在2002年,我还记得与朋友罗杰的生动讨论,过去20年里他一直开车送我去机场。他总是评论我携带的设备数量,为什么我需要它们,我们还讨论了未来我们会有多少设备。我记得当时我认为手机和iPAQ应该首先整合在一起,后来我买了一台Palm Treo。结果摄像头和GPS也没落后多少。它们被整合到了PDA手机中。出于存储方面的考虑,我一直认为我应该有一个单独的音乐设备。果不其然,我有时仍然带着我那160 GB的iPod,因为它装了我大部分的音乐收藏。 However, I listen to music now 90% from the phone using an LTE data connection. The iPod comes out for long flights, as I dislike downloading what I want to listen to in advance. I simply don’t know what musical mood strikes me when passing Newfoundland and may not have downloaded Sibelius, allegedly great while flying over vast tracks of ice and snow.

所以罗杰和我在去机场的路上讨论的不再是我的设备数量,而是智能手机的功能,它支持的新功能,以及过去完全不同的设备上的所有应用程序。在过去的15年里,在复杂性方面取得了惊人的进步,使得正确的系统设计和验证变得异常困难。

这就是为什么我们需要场景驱动的验证(在Accellera Portable Stimulus组中定义)和使用类似工具的实现Cadence的Perspec系统验证器.这也是为什么验证一个系统,甚至只是评估架构选项的周期数量远远超出了模拟的能力,需要模拟和原型来完成工作,Palladium Z1企业仿真平台而且Protium S1基于FPGA的原型平台我们来了,它们可以与Interconnect Workbench (IWB)之类的工具组合,比如瑞萨最近就这么做了,参见a最近的博客在这里。

如今,早在2002年就被验证为芯片的东西,凭借其使用适当接口分治的独特环境,现在已经成为芯片验证本身的一部分。展望未来15年,虽然验证不一定会像2002年那样在智能手机中加入更多外部组件,但应用程序和功能的持续增长将需要更智能的验证。

随着物联网的发展,验证本身将必须包括更智能的验证技术和建模,以模拟设备所连接的所有组件(如连接到健康设备、家庭自动化、汽车等)。有了片内验证,片外验证将变得更加关键。

谈到芯片上和跨芯片的系统集成,为了结束这个博客,这里有一个来自历史书的。就在我加入iPAQ之前,我发表了一篇论文阿尔贝托·桑乔瓦尼·文森泰利被称为“虚拟组件协同设计——功能架构协同设计在汽车应用中的应用“在2001年IEEE国际汽车电子会议.在这篇文章中,我们描述了一个在Cadence的虚拟组件协同设计早在2000年就发布了一款产品(它是受阿尔伯托启发的费利克斯我是1997年的一个项目的产品经理)。该示例模拟了一个GSM电话和Power Window映射到ecu的汽车网络架构。我们的重点是理解架构效果所必需的工具。图2显示了当时的一些示例幻灯片。2000年,当我在底特律的SAE聚合会议上展示这一想法时,我想起了一些汽车高管皱起的额头,因为我们建议直接在汽车中实现手机。今天看来,这太……2010年的样子了。

谁在笑呢!


数字2:电动窗和GSM功能映射到汽车网络- 2000 SAE收敛



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