圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)加速應(yīng)用實(shí)現(xiàn)和創(chuàng)新

成功的產(chǎn)品制造銷售公司會在不同的方面突顯自己的優(yōu)勢以吸引客戶，例如：極佳的性能、好看的外觀、簡單易用性，甚至便宜的價(jià)格等。在這個(gè)全球化的時(shí)代，我們常常會看到一些公司或企業(yè)，他們的產(chǎn)品能夠同時(shí)兼具多方面的優(yōu)勢，從而獲得市場的認(rèn)可和推寵。為了在這種激烈的產(chǎn)品競爭中脫穎而出，工程師們肩負(fù)著如何將最初的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的重任，同時(shí)市場的瞬息萬變也使得他們必須利用一系列高效的工具，來更快更好地實(shí)現(xiàn)他們的想法和創(chuàng)新。

但是，類似的高效工具與技術(shù)通常需要大量的資金投入，同時(shí)還需要安排人員參加學(xué)習(xí)培訓(xùn)以及實(shí)際操作調(diào)試。如此一來，這筆不小的投入就可能阻礙工程師利用這些工具和技術(shù)來達(dá)到他們的目標(biāo)或者實(shí)現(xiàn)期望的優(yōu)勢。這樣就會與高效工具和技術(shù)的初衷背道而馳，不應(yīng)該讓工具限制了技術(shù)創(chuàng)新和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式
工程師們需要一個(gè)靈活的方法來幫助他們縮短新技術(shù)的學(xué)習(xí)周期，無須花費(fèi)過多的時(shí)間和精力。對于測試測量和控制的系統(tǒng)來說，圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式能夠幫助工程師利用開放的軟硬件平臺借助圖形化優(yōu)勢快速實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用。同時(shí)，圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以顯著降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，讓工程師們可以更加容易地集成新技術(shù)，通過交互式的界面來加速從設(shè)計(jì)、原型再到部署至多類硬件對象的過程。

1 充分利用商業(yè)可用技術(shù)
圖1展示了圖形化系統(tǒng)開發(fā)平臺是如何簡化FPGA的開發(fā)。在常規(guī)的開發(fā)方式下，實(shí)現(xiàn)該示例中的功能也許需要上千行的VHDL代碼，而在圖形化系統(tǒng)開發(fā)平臺中，僅用了一個(gè)簡單明了的圖形框圖就實(shí)現(xiàn)了相同的系統(tǒng)功能。同樣，該平臺還通過抽象各種商業(yè)可用的新技術(shù)來簡化編程的復(fù)雜性，例如: 多核處理器和DSP等技術(shù)的使用。其他一些諸如通信技術(shù)和協(xié)議等的商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，也通過同樣的方法在平臺中進(jìn)行了抽象和簡化。通過這樣的簡化，不管是在設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)、測試系統(tǒng)還是嵌入式系統(tǒng)，工程師們都可以將更多的注意力放在如何充分利用這些技術(shù)來更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)上。如果沒有這樣的開發(fā)平臺，工程們一邊在尋求更好的系統(tǒng)效率和更低的開發(fā)成本的同時(shí)，還需要花一部分精力去了解如何將各部分有效地集成在一起或與專家進(jìn)行交流和學(xué)習(xí)借鑒。這無疑都會增加系統(tǒng)開發(fā)的周期和成本。圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺通過充分地抽象系統(tǒng)各部分的復(fù)雜性，可以提供直接對硬件引腳進(jìn)行定義和操作的靈活性，工程師們可以借助圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)輕松地實(shí)現(xiàn)實(shí)際的系統(tǒng)功能，加速系統(tǒng)的開發(fā)。通過圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合各種商業(yè)可用技術(shù)，工程師們可以獲得性能和成本上的雙重優(yōu)勢。

圖1 通過圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)來開發(fā)原來需要上千行VHDL代碼才能實(shí)現(xiàn)的FPGA嵌入式系統(tǒng)功能，兼容多種軟件編程模式

2 多種軟件實(shí)現(xiàn)方式的集成
圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，工程師可以快速地獲取多種方法來解決問題，從而更快地找出最佳的解決方案。當(dāng)工程師們實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的時(shí)候，我們會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中不同的系統(tǒng)組件可能需要不同的方法或者不同的運(yùn)算模型才能更好地描述其功能。例如，當(dāng)需要并行編程時(shí)，最佳的實(shí)現(xiàn)方法是通過圖形化方式來實(shí)現(xiàn)，而考慮公式方程時(shí)，由文本來實(shí)現(xiàn)則會更好。

圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中系統(tǒng)的架構(gòu)可以是狀態(tài)結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu)或者基于數(shù)據(jù)流的并行結(jié)構(gòu)，甚至還會是多種結(jié)構(gòu)的組合。如圖2所示，圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)將各種軟件計(jì)算模型結(jié)合在一起，工程師們可以在同一個(gè)平臺中使用所有的編程模式，從而更快地找到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的最佳方法。通過這樣的兼容，圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)也將開發(fā)的復(fù)雜性抽象至系統(tǒng)級，這樣，基于不同運(yùn)算模型的系統(tǒng)組件就可以集合于同一個(gè)開發(fā)環(huán)境中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得不僅直觀還更為有效。

圖2 圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件兼容多種運(yùn)算模型和編程模式，幫助工程師找到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的最佳途徑

3 可定制的商業(yè)現(xiàn)成可用硬件
圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺中囊括了軟件工具和硬件產(chǎn)品。因?yàn)楣こ處熃?jīng)常遇到這樣的情況，雖然擁有高級的軟件工具，但一旦他們想將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)到原型樣機(jī)或者最終產(chǎn)品的時(shí)候，由于工具鏈不夠完善，就會大大影響產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度。