系统集成芯片综述

集成电路芯片工艺的发展已可使一个系统或一个子系统集成在一个芯片上,称为系统集成芯片,本文综述了系统集成芯片的硬件构造、超长指令（ＶＬＩＷ）结构、芯片嵌入软件及软硬件协同设计方法。     

基于RTOS的软硬件协同验证方法

根据处理器芯片的特点,提出了一种基于RTOS的软硬件协同验证方法,该方法在RTOS的基础上建立了一个可移植的协同验证环境,在处理器芯片设计阶段,通过建立一个与芯片相近的硬件平台,在其上利用协同验证环境先验证软件设计的正确性,然后把这些正确的软件放入由处理器芯片构成的协同验证环境中验证设计的芯片。采用这种方法,不仅可以验证处理器芯片设计的正确性,减少错误存在的可能性,而且缩短了芯片验证的时间。     

软硬件协同设计中的软硬件划分方法综述

近年来,随着信息领域的物联网、工业互联网、机器人等研究热点发展,嵌入式系统技术再次得到科技工作者和工程师的广泛关注和重视,同时嵌入式系统产品的集成度和性能要求越来越高.软硬件协同设计是开发嵌入式系统产品的重要方法之一,而软硬件划分是软硬件协同设计中的关键技术.本文对现有软硬件划分方法从不同层面进行梳理和分类,重点介绍几种常用的软硬件划分方法,并结合实例进行了详细阐述,最后对这几种方法进行综合比较,供嵌入式系统开发科技工作者和工程师参考.     

系统集成方法学研究

以八六三ＣＩＭＳ应用不范工程的实践为研究背景,以建立系统集成方法学的领域描述框架为目的,提出了系统集成理论,技术与方法体系的学科内容及划分思想,探讨了系统集成的研究范畴,研究对象、学科联系和发展方向;     

软硬件协同设计方法的研究

论述了嵌入式系统软硬件协同设计的一般方法，结合CORSAIR、COOL和POLIS 3种有代表性的软硬件协同设计系统，对系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合等几个主要设计步骤进行了研究与分析，并提出了新的思路和方法。     

系统集成的功能与市场

介绍系统集成的形成和内容，阐述其涉及的关键技术的实际效果，扼要叙述市场竞争和发展趋势。     

C高层建模设计MPEG-4解码SoC芯片

本文针对ARM946-S运用软硬件协同设计方法设计了一款低成本的MPEG-4解码系统芯片(SoC)。为了缩短验证时间和提高验证充分性,本文采用了基于C参考模型的验证方法。仿真结果表明芯片性能提升明显,针对MPEG-4 Simple Profile L3 Level最坏情况需130MHz就能实时解码。     

系统集成服务与系统集成技术

本文简要地介绍系统集成服务与系统集成技术的基本概念，特点和方法。     

微电子机械系统和片式系统

介绍微电子机械系统和片式系统的原理、构成和应用,并介绍几种已研制成功的微电子机械系统和片式系统。     

视频编码器片上系统集成中软硬件协同设计方法的研究

以视频编码器片上系统的设计为实验对象,提出了一种具有较高层次的软硬件协同设计方法。运用该方法着重对视频编码器芯片上ＲＩＳＣ核进行设计,并采用０．３５μｍＣＭＯＳ工艺ＥＤＡ工具上实现。综合结果表明,在系统层次上展开系统芯片的软硬件协同设计,具有具体结构对算的适应性好,设计周期短,系统易于优化等优点。     

基于开源处理器的传感器节点SOPC设计

采用软硬件协同设计的方法,基于开源处理器OpenRISC1200设计一种面向无线HART网络应用的传感器节点可编程片上系统(SOPC),实现节点任务处理等基本功能.整个硬件系统首先进行功能仿真,然后使用ISE工具综合、评估了整体性能,最后下载到FPGA中进行软件开发与验证.针对实际应用,移植了实时操作系统RAW-OS和无线HART协议栈,编写相应的程序完成测试,结果表明:所设计的节点片上系统(SOC)功能稳定可靠.     

基于软硬件协同的AFDX协议片上系统设计

在描述片上系统总体结构的基础上,详细介绍了硬件功能、软件功能及软硬件之间的接口,重点论述了基于同步调度或异步调度的调度器设计方案、基于Mealy有限状态机的虚拟链传输控制等关键技术。在EP1S40芯片上经过验证可满足航空电子全双工交换式以太网(AFDX)协议处理芯片的设计要求。     

FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践

近年来,现场可编程逻辑门阵列（FPGA）在异构计算领域因其优异的可定制性和可重配置特点吸引了工业界和学术界的广泛关注.基于FPGA的硬件加速系统设计涉及到深度的软硬件协同开发,利用软硬件各自开发工具分别开发再集成的传统开发方式具有学习门槛高,集成、测试、部署耗时长等缺陷,开发人员难以利用FPGA可快速重配置的特点来实现系统开发过程中的快速原型和快速迭代.如何让硬件加速系统的开发利用到现代软件工程和程序语言领域的成果,研究者们经历了长期的探索,首先根据相关研究总结了硬件及硬件加速系统开发工具设计的历史教训和成功经验,然后介绍设计实践,最后进行总结并提出对未来的展望.     

嵌入式系统在资源争用条件下的软硬件划分

以一种具有时间约束的数据流图DFG的可调度性分析为基础,提出一种软硬件划分算法．该算法将由共享资源争用引起的性能影响考虑在内,使得软硬件划分能依据更为精确的性能分析结果,由此将缩小软硬件划分中性能估计同实际运行状况之间的差异,提高划分的合理性,也使得目标系统的性能获得更可靠的保证．     

一种基于监测的嵌入式系统设计技术

提出一种嵌入式系统软硬件协同设计方法，它以数据流图为系统模型对嵌入式系统的功能和性能需求进行描述，并通过一种特定的实现结构，使得设计者可以借助快速样机平台和事件驱动式监测技术来精确测定目标系统对系统模型的实现状况，从而使得软硬件协同设计过程特别是系统优化和性能验证能在精确、可靠的测试数据基础上进行．同目前通常使用的以软硬件部件性能估算为基础的软硬件协同设计方法相比，这种以测试为基础的设计技术更能确保设计结果的合理．     

针对Xilinx可编程片上系统的硬件加速方案的研究

当前嵌入式计算应用不断增加,嵌入式系统需要具备相当的处理能力以满足应用需求.在系统中耦合一个专用硬件处理模块来加速某种计算机密集型应用是一种被广泛采纳的有效手段.针对基于Xilinx FPGA的可编程片上系统,从体系结构角度分别研究了三种形式的硬件加速方案:(1)与CPU耦合的协处理器;(2)挂接在PLB总线上的加速器;(3)挂接在MPMC Switch Fabric上的加速器.分析了三种方案各自的特点.在实验环节选取了128位AES加密算法,并在Xilinx Virtex5 器件上做了硬件实现,结果表明基于MPMC扩展的加速器方案性能较好,CPU占用率最低.     

基于动态数据流图的嵌入式系统设计

该文提出一种嵌入式系统软硬件协同设计方法,它以动态数据流图为系统模型对嵌入式系统的功能和性能需求进行描述,由此提供强大的描述、分析能力及可接受的实现规模.通过一种特定的实现结构,以及数据通路的自动综合和实现代码框架的自动生成,设计工作的主体部分可以被有效分解为一系列独立设计任务,能缩短设计周期并提高设计工作的可重用性。     

基于多代理系统的软硬件协同设计

为使软硬件协同设计过程更具分布性、自主性及并行性,在软硬件协同设计中引入多代理(MAS)技术,提出软硬件协同设计的MAS模型,包括系统描述Agent、软硬件划分及映射Agent、软硬件设计Agent、协同通信Agent、性能评估Agent和硬件系统测试Agent的构建和应用。采用多个目标代理映射、协商的方法协调整个协同设计过程。实际应用表明,该方法能优化系统级芯片设计方案、软硬件结构和功能,并提高系统整体性能。