你是否覺(jué)得“軟件開發(fā)環(huán)境”這個(gè)詞匯聽著就如podcast（即“播客”，是iPod和Broadcast合成新造的時(shí)髦詞匯，這里指代新奇的詞匯）一樣新奇？軟件開發(fā)環(huán)境這個(gè)詞曾經(jīng)用在手機(jī)上，而現(xiàn)在正成為多功能集成的“犧牲品”。你是否對(duì)消費(fèi)電子下一波的功能集成心存疑慮呢?

低廉，高速，高功效，高可靠性的芯片一直以來(lái)推動(dòng)著消費(fèi)電子的增長(zhǎng)，然而目前的設(shè)計(jì)方法在研發(fā)更為高性能的芯片時(shí)失效，人們擔(dān)心電子產(chǎn)業(yè)會(huì)止步于發(fā)展下一代平臺(tái)的門檻前，于是迫切需要?jiǎng)?chuàng)新的思維來(lái)指導(dǎo)多個(gè)層次的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證－包括硬件、軟件、架構(gòu)以及驗(yàn)證。

消費(fèi)電子市場(chǎng)上第一代平臺(tái)的典型產(chǎn)品有飛利浦（Phillip）的nExperia，德州儀器（Texas Instrument）的OMAP，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）的Nomadik。nExperia平臺(tái)構(gòu)架下的芯片硅片上集成了3個(gè)處理器以及約20個(gè)專用硬件模塊。一個(gè)平臺(tái)的研發(fā)需要大約200億到1000億美元的巨額投資，除上市時(shí)間外，市場(chǎng)上產(chǎn)品的生存周期也需要優(yōu)化以獲得滿意的投資回報(bào)。這反過(guò)來(lái)促進(jìn)了在處理器上更為靈活地使用軟件的趨勢(shì)。

然而，功耗成為重要的制約的因素。桌面處理器停留在4GHz，嵌入式處理器同樣由于功耗和時(shí)鐘頻率的限制而止步在1GHz。如果使用10個(gè)功耗只有原來(lái)單個(gè)處理器1/100的處理器來(lái)做代替，我們可以得到相同的處理性能卻只擁有原先1/10的功耗。但現(xiàn)實(shí)是，產(chǎn)業(yè)界仍然缺少在多個(gè)處理器上高效分配和執(zhí)行軟件的方法。

這樣的狀況可能意味著電子產(chǎn)業(yè)短期發(fā)展會(huì)受阻，同時(shí)也為積極把握它的人們提供了長(zhǎng)遠(yuǎn)的機(jī)遇。隨著產(chǎn)業(yè)向前推進(jìn)，開發(fā)和設(shè)計(jì)多處理器系統(tǒng)級(jí)芯片（MPSoC）將需要軟件、硬件乃至設(shè)計(jì)流程無(wú)縫接合的開發(fā)環(huán)境所提供的統(tǒng)一的系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化手段。

這樣的改變也將對(duì)電子產(chǎn)業(yè)進(jìn)行重構(gòu)。就如nExperia變成了軟件公司，公司內(nèi)軟件研發(fā)人員的數(shù)量超過(guò)了硬件設(shè)計(jì)人員。隨著每個(gè)MPSoC中平均使用的處理器的數(shù)量的增長(zhǎng)，以及編程者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的工具無(wú)法勝任新的多處理器或多核芯片，這種趨勢(shì)變得愈發(fā)顯著。

誰(shuí)將抓住這個(gè)發(fā)展機(jī)遇呢？這需要認(rèn)識(shí)MPSoC對(duì)軟件開發(fā)環(huán)境的提出的基本要求。軟件開發(fā)者不能等待芯片來(lái)調(diào)試軟件，因?yàn)樾酒旧硪踩谌肓塑浖?。硬件開發(fā)者意識(shí)到MPSoC結(jié)構(gòu)的定義和劃分已經(jīng)成為了軟件問(wèn)題的一部分。

花費(fèi)了大量的精力卻沒(méi)能滿足目標(biāo)應(yīng)用市場(chǎng)的需求實(shí)在是不幸的結(jié)果。多處理器和多核因此更需要靈活性。處理器的數(shù)量以及相應(yīng)的配置需要依據(jù)應(yīng)用軟件要求而定。首先，為了評(píng)估不同的配置選項(xiàng)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要使用超越現(xiàn)有工具能力的工具進(jìn)行軟硬件協(xié)同的快速仿真。目前，基于單芯片的指令集仿真器的軟件能以數(shù)百萬(wàn)指令每秒（MIPS）的速度進(jìn)行仿真。當(dāng)目標(biāo)為10個(gè)、20個(gè)甚至50個(gè)處理器并試圖跑一個(gè)重要的應(yīng)用部分（如30秒的多媒體音視頻）時(shí)，目前方法所能提供的仿真能力并不能有效地同比提升以滿足需求。

其次，現(xiàn)在的嵌入式調(diào)試方案都是基于單處理器，沒(méi)有考慮應(yīng)用程序分配到10、20甚至50個(gè)處理器時(shí)的并行調(diào)試的要求。

最后，現(xiàn)在的公司都在開發(fā)面向單處理器的應(yīng)用。缺少現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐使得應(yīng)用編程中并行設(shè)計(jì)的描述，以及如何在MPSoC平臺(tái)上映射和分配軟件仍然存在很大的未知性。

誰(shuí)來(lái)面對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)? 硬件一方還是軟件一方? 誰(shuí)來(lái)進(jìn)行投資? 誰(shuí)愿意承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)?

硬件設(shè)計(jì)師習(xí)慣于花錢進(jìn)行快速的仿真和調(diào)試，而軟件設(shè)計(jì)者在開源的時(shí)代里用著幾乎免費(fèi)的工具如GCC和GDB。軟件研發(fā)人員希望得到芯片的同時(shí)得到軟件開發(fā)環(huán)境，這種期望使得這樣的趨勢(shì)愈加明顯。垂直集成半導(dǎo)體廠商如德州儀器和飛利浦深知這點(diǎn)，因此最近雇傭了比硬件研發(fā)更多的軟件研發(fā)人員來(lái)為他們的芯片提供支持。

需求以及未來(lái)趨勢(shì)的關(guān)鍵點(diǎn)就在于新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化模式唯有軟硬件設(shè)計(jì)者的合作才可行。硬件廠商支持著這一切，在提供芯片的同時(shí)向用戶——軟件開發(fā)者提供支持他們芯片平臺(tái)的軟件開發(fā)環(huán)境。否則軟件開發(fā)者將會(huì)依據(jù)自己的應(yīng)用需求而轉(zhuǎn)向使用別的編程更加便捷的MPSoC。

為這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供新的方法學(xué)就成為另一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，尤其需要打破EDA與嵌入式軟件間的陳規(guī)舊律。當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠?yàn)橐幌盗胁煌奶幚砥髟O(shè)計(jì)功能，順暢地調(diào)試并同時(shí)驗(yàn)證軟硬件，這樣的設(shè)計(jì)模式將帶來(lái)極大的好處。新的設(shè)計(jì)方式所提供更為低廉、高效、高功耗以及高穩(wěn)定度的芯片，也將加速消費(fèi)電子的增長(zhǎng)。

當(dāng)且僅當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化成為現(xiàn)實(shí)，消費(fèi)電子下一波的集成才能成為可能。當(dāng)我們僅僅用一個(gè)設(shè)備如手中的PDA，在與孩子通話的同時(shí)正確地計(jì)算出方位，我們會(huì)回想現(xiàn)在并欣然微笑。

那么，我們可以決定何去何從了吧？