SDSoC讓嵌入式軟件工程師更有作為

本刊記者 薛士然

Xilinx在2015年2月底推出了16nm的UltraScale＋系列產(chǎn)品，為了幫助廣大嵌入式工程師能夠更好地利用Zynq全可編程SoC和MPSoC進(jìn)行創(chuàng)新產(chǎn)品的開發(fā)，僅半個(gè)月之后Xilinx又推出了全新的SDSoC開發(fā)環(huán)境。這是Xilinx公司SDx開發(fā)環(huán)境中，繼SDNet、SDAccel之后的第三個(gè)成員，能夠?yàn)檐浖こ處熀推脚_(tái)開發(fā)人員提供類似ASSP編程體驗(yàn)的C和C＋＋環(huán)境，主要面向嵌入式控制應(yīng)用，如醫(yī)療、視頻、汽車、家電等。

物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前的一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，隨著物與物以及人與物之間互聯(lián)互通的增強(qiáng)，很多新產(chǎn)品會(huì)采用基于SoC的開發(fā)平臺(tái)，這樣便于企業(yè)以更快的速度將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。而且為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品硬件的差異化，許多平臺(tái)開發(fā)人員會(huì)使用FPGA實(shí)現(xiàn)任意（Any－to－Any）互連，此外，許多系統(tǒng)也將FPGA作為用于實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵功能和算法加速的協(xié)處理器。正是在這樣的背景下，Xilinx推出了SDSoC開發(fā)環(huán)境，即使是不熟悉FPGA開發(fā)的工程師也能很快使用這一工具，將許多創(chuàng)新想法變成現(xiàn)實(shí)。

Xilinx全球銷售部亞太區(qū)市場(chǎng)及銷售副總裁楊飛介紹說，SDSoC可提供系統(tǒng)級(jí)的特征描述、利用可編程邏輯實(shí)現(xiàn)軟件自動(dòng)加速、自動(dòng)系統(tǒng)連接生成，以及各種庫以加速編程工作，能夠幫助最終用戶和第三方平臺(tái)開發(fā)人員快速定義、集成和驗(yàn)證系統(tǒng)級(jí)解決方案，這樣不僅解決了很多公司缺少硬件開發(fā)資源的問題，而且有助于讓更多的嵌入式軟件開發(fā)人員充分發(fā)揮軟硬件“全可編程”器件的優(yōu)勢(shì)。

這是新的開發(fā)環(huán)境，卻是工程師所熟悉的

雖然SDSoC是Xilinx新推出的一個(gè)開發(fā)環(huán)境，但是能夠提供很多嵌入式工程師已經(jīng)熟悉的類似ASSP的編程體驗(yàn)，其提供的Eclipse IDE可用于開發(fā)運(yùn)行于裸機(jī)或Linux和FreeRTOS操作系統(tǒng)上的C／C＋＋應(yīng)用。楊飛介紹，目前SDSoC還僅能支持這三個(gè)操作系統(tǒng)，未來將會(huì)擴(kuò)大支持的范圍。SDSoC可用于開發(fā)各種完整的異構(gòu)多處理系統(tǒng)，包括運(yùn)行在ARM／NEON處理器上的軟件和可編程邏輯中的軟件加速器，還能將現(xiàn)有的HDL IP模塊反復(fù)用作C語言可調(diào)用的庫。傳統(tǒng)的開發(fā)過程中，硬件和軟件是兩個(gè)流程，這樣可能導(dǎo)致開發(fā)延遲、系統(tǒng)架構(gòu)與性能的不確定性，而SDSoC在開發(fā)工程師熟悉的嵌入式框架中實(shí)現(xiàn)快速系統(tǒng)特性描述和可編程邏輯軟件加速，而且SDSoC還可為軟件團(tuán)隊(duì)提供簡(jiǎn)單的GUI選項(xiàng)，用于選擇在可編程邏輯中加速的功能，SDSoC編譯器將生成準(zhǔn)備在目標(biāo)平臺(tái)板上運(yùn)行的所有必備硬件和軟件。

這是一款事半功倍的工具

楊飛強(qiáng)調(diào)，這是一款能夠加快產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程的工具，原來兩個(gè)月的開發(fā)，使用SDSoC工具后能夠在兩周內(nèi)完成。SDSoC開發(fā)環(huán)境可以通過兩種方式加速Zynq SoC和MPSoC開發(fā)進(jìn)程。第一種是，軟件開發(fā)人員借助Xilinx平臺(tái)、第三方平臺(tái)或者最終用戶平臺(tái)，可以比使用傳統(tǒng)硬件／傳統(tǒng)軟件開發(fā)流程更快地啟動(dòng)開發(fā)；第二種是采用SDSoC，可以消除在將可編程邏輯用作軟件加速器時(shí)，軟件團(tuán)隊(duì)和硬件團(tuán)隊(duì)之間常發(fā)生的反復(fù)變更，真正加速整體系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)程。

SDSoC的全系統(tǒng)優(yōu)化編譯器，能夠提供數(shù)據(jù)自動(dòng)連接，不需要軟件工程師了解硬件數(shù)據(jù)的連接，原來需要硬件工程師做的工作將由SDSoC自動(dòng)來完成，這樣就大大節(jié)約了開發(fā)成本。

SDSoC采用基于PC采樣的非侵入式編譯器和標(biāo)準(zhǔn)的GPROF編譯器，能夠幫助用戶配置其自身軟件應(yīng)用，以識(shí)別占用時(shí)間最多且適用于硬件加速的功能。而且，SDSoC還具備快速系統(tǒng)性能和器件利用率估算功能，能夠迅速完成系統(tǒng)級(jí)架構(gòu)探索，以實(shí)現(xiàn)最佳性能、資源利用率和功耗。

SDSoC為系統(tǒng)架構(gòu)師和平臺(tái)開發(fā)人員提供專家級(jí)的使用模型，可為Zynq全可編程SoC開發(fā)板（如ZC702、ZC706等）以及第三方和市場(chǎng)特定平臺(tái)（如Zedboard、MicroZed、ZYBO和視頻圖像開發(fā)套件）提供板支持包（BSP）。這些BSP中包含的元數(shù)據(jù)可讓SDSoC進(jìn)行平臺(tái)抽象，以便嵌入式軟件開發(fā)工程師和系統(tǒng)架構(gòu)師加速產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程。

Xilinx亞太區(qū)Zynq業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理羅霖還親自演示了利用SDSoC開發(fā)的一個(gè)視頻監(jiān)控的Demo，從最后的效果可以看出，顯示畫面非常清晰流暢，而采用傳統(tǒng)的開發(fā)方法顯示出來的畫面則非?？?。關(guān)鍵是效果非常好的同時(shí)，還大大節(jié)約了開發(fā)時(shí)間，這就是SDSoC這款開發(fā)工具帶給嵌入式工程師的最大好處。

SDSoC是Xilinx推出的開發(fā)工具，但卻是一款所有嵌入式軟件開發(fā)工程師都可以使用的工具，即使不了解FPGA的工程師也可以快速使用，因?yàn)閄ilinx的愿景就是希望未來的智能化系統(tǒng)不再依賴于底層硬件，讓更多的軟件工程師使用FPGA進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。