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基于UML和SystemC的软硬件协同设计研究

邓婷  
【摘要】: 随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用,嵌入式系统设计技术发展迅速。针对传统的嵌入式系统设计方法存在设计质量差,研制周期不能有效保障等问题,业界提出了软硬件协同设计方法。软硬件协同设计强调软件和硬件设计开发的并行性和交互性,克服了传统设计方法中把软件和硬件分开设计所带来的种种弊端,通过挖掘软硬件之间的协同性,达到系统高效工作的目的;软硬件协同设计还可以充分利用现有资源,缩短系统开发周期,降低系统成本,提高系统性能。 近年来,嵌入式系统软硬件协同设计方法的研究十分活跃,但典型的软硬件协同设计方法仍存在着一些问题,这些问题限制了软硬件协同设计方法的普遍推广。本文通过对软硬件协同设计的研究,将UML和SystemC有机地结合起来应用在软硬件协同设计中,提出一种新的、较为完整的嵌入式系统软硬件协同设计的方法,并初步实现基于UML和SystemC的软硬件协同设计的设计系统。目前嵌入式系统软硬件协同设计研究还处于发展阶段,许多技术仍未成熟和实用化,但是它将给嵌入式系统设计带来革命性的变化,极大地提高设计生产力,软硬件协同设计的研究意义重大。 本文首先介绍了软硬件协同设计的基本概念和国内外研究现状,并分别论述了系统描述阶段的技术、系统结构设计阶段的技术、软硬件设计与实现阶段的技术;接着结合POLIS、VULCAN和CORSAIR三种有代表性的软硬件协同设计方法,对系统描述、软硬件划分、软硬件实现综合等几个主要设计步骤进行了研究与分析,并提出了新的方法和思路;然后详细介绍了UML及基于UML的嵌入式系统建模技术,并以嵌入式手持终端系统来举例说明,重点研究将UML的视图转换成SystemC代码的算法;其次介绍了SystemC的基本概念,分析了SystemC的建模平台和仿真机制,并对基于SystemC的软硬件协同设计方法进行探讨;最后应用基于UML和SystemC的软硬件协同设计的设计思路,初步实现基于UML和SystemC的软硬件协同设计的设计系统,目的是建立一个用于嵌入式系统设计的开发环境。


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