系統(tǒng)設(shè)計(jì)師只是盲動(dòng)的中間人嗎?

在嵌入式設(shè)計(jì)領(lǐng)域，系統(tǒng)設(shè)計(jì)被視為運(yùn)用高層次算法建模技術(shù)和軟件語(yǔ)言來(lái)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(jì)通過(guò)片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)計(jì)(包含ASIC及PPGA)來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別是FPGA越來(lái)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(yǔ)言(HDL)，同時(shí)駕輕就熟地管理復(fù)雜的SoC系統(tǒng)。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，每個(gè)設(shè)計(jì)人員各司其職，所完成的各個(gè)設(shè)計(jì)部分最后被歸攏起來(lái)，構(gòu)成完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。負(fù)責(zé)定義設(shè)計(jì)的各個(gè)組成部分并將其組合起來(lái)以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)師。對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程采取系統(tǒng)層次觀點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于，這樣就有機(jī)會(huì)考察在封閉的電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域以外的市場(chǎng)差異化問題。這一工作并不像聽上去那么容易，為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的新技術(shù)，電子工程變得日益專業(yè)化，設(shè)計(jì)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(jì)視野更開闊的一條顯而易見的途徑就是考慮那些購(gòu)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(shí)到客戶不只是購(gòu)買產(chǎn)品。實(shí)際上他們還在購(gòu)買超出設(shè)備本身的電子產(chǎn)品的體驗(yàn)。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(lái)才確定的。

當(dāng)各個(gè)設(shè)計(jì)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(jì)抽象的層次，則系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)師就有可能采用這種方法。為使這一點(diǎn)成為可能，硬件、軟件和可編程硬件設(shè)計(jì)需要封裝進(jìn)一個(gè)使用單一設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型的系統(tǒng)。這個(gè)單一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)變成針對(duì)公司內(nèi)各種系統(tǒng)的單一聯(lián)系點(diǎn)，而且更重要的是，它允許各設(shè)計(jì)領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)互動(dòng)。

這與嵌入式設(shè)計(jì)領(lǐng)域特有的使用基于C語(yǔ)言的系統(tǒng)語(yǔ)言或算法建模技術(shù)來(lái)提高設(shè)計(jì)抽象層次的概念有重要區(qū)別。如果高層次嵌入式設(shè)計(jì)是在使用單一設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一設(shè)計(jì)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，則其本身就包含其他領(lǐng)域。通過(guò)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(jì)能力，系統(tǒng)設(shè)計(jì)才能夠名副其實(shí)。

設(shè)計(jì)抽象層次的提高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以采用高層次、以軟件為中心的整體產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。使用示意圖或流程圖等圖形設(shè)計(jì)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(lái)，以研究和開發(fā)創(chuàng)新的產(chǎn)品功能，而不會(huì)受到低層次工程設(shè)計(jì)需求的干擾。單一設(shè)計(jì)環(huán)境可以讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)師也已登臺(tái)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(jì)方法，即從軟件而非硬件開始設(shè)計(jì)。基于其現(xiàn)有的硬件開發(fā)專業(yè)知識(shí)，這些系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)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(lái)看待系統(tǒng)開發(fā)。

如果在該硬件平臺(tái)與高層次設(shè)計(jì)軟件之間實(shí)現(xiàn)高層次智能通信，則設(shè)計(jì)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(jìn)行互動(dòng)，以便對(duì)板載FPGA進(jìn)行編程。該系統(tǒng)還允許動(dòng)態(tài)更換外圍硬件板卡，由軟件按需自動(dòng)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(gè)連貫統(tǒng)一的設(shè)計(jì)環(huán)境。

從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度看，軟件開發(fā)人員隨后可使用高層次設(shè)計(jì)系統(tǒng)在真實(shí)硬件的基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)開發(fā)和研究設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)環(huán)境、以軟件為中心的設(shè)計(jì)方案有助于整體設(shè)計(jì)概念的快速研究、確定和實(shí)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(guò)程即可專注于創(chuàng)新和打造針對(duì)下一代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的用戶體驗(yàn)。