嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具發(fā)展(1)

　ARM中國總裁譚軍博士

1 在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具領(lǐng)域，現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的最新趨勢是什么？

　　嵌入式應(yīng)用從以前簡單的控制發(fā)展到今天，已經(jīng)有很多非常復(fù)雜、非常高端的應(yīng)用。例如蘋果最近推出的iPhone手機(jī)，里面有ARM11，有ARM9，也有ARM7。由于這種復(fù)雜性的提高，目前在嵌入式應(yīng)用的開發(fā)過程中，工具所起的作用越來越大。如何幫助工程師完成負(fù)責(zé)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成功地實(shí)現(xiàn)多種內(nèi)核在同一個(gè)系統(tǒng)中的協(xié)同工作，是嵌入式系統(tǒng)工具必須達(dá)到的目標(biāo)。可以說，是工具在幫助實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。當(dāng)然，反過來，嵌入式應(yīng)用的發(fā)展也在推動(dòng)著工具的發(fā)展。

　　隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品時(shí)代的到來，現(xiàn)在的嵌入式系統(tǒng)工程師面臨著嚴(yán)峻的產(chǎn)品上市時(shí)間的挑戰(zhàn)。在加快開發(fā)周期、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間的同時(shí)，還必須提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，這就需要有相應(yīng)的工具予以配合。在這樣一個(gè)大環(huán)境下，將來對工具的仿真功能將有很高的要求。這種仿真功能需要能夠?qū)Ω鞣N硬件進(jìn)行仿真，不單單是CPU，還包括DSP、I/O等等。此外，對工具的性能優(yōu)化的需求也必須得到重視。例如，ARM提供的RealView MDK (Microcontroller Development Kit)中含有Code Coverage（代碼覆蓋）功能，能夠自動(dòng)標(biāo)注已執(zhí)行的代碼，從而幫助工程師確認(rèn)對應(yīng)用進(jìn)行了完整的測試，并調(diào)整測試策略。

　　目前對于嵌入式應(yīng)用中各種硬件的仿真工具市場上都已經(jīng)有供應(yīng)，但是來自不同的供應(yīng)商，從而導(dǎo)致了在通用性支持方面做得不是很好。未來在這方面還需要工具提供商的共同努力。

2 未來兩年內(nèi)，哪類嵌入式開發(fā)工具增長最快？為什么？
 
　　目前應(yīng)用市場最大、最快的變化就是有越來越多的工程師從4位和8位設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向了32位設(shè)計(jì)。對于他們來說，是否有便利的工具幫助他們實(shí)現(xiàn)這種無縫轉(zhuǎn)變將是非常重要的。這就需要工具供應(yīng)商提供具有這些工程師所熟悉的界面和接口的工具。在這方面，ARM RealView MDK工具支持ARM7、ARM9和ARM Cortex-M3，同時(shí)提供µVision3 IDE支持。µVision IDE在全球擁有龐大的用戶群，超過10萬開發(fā)工程師在使用Keil開發(fā)工具。不管以前是用8位、16位MCU，還是現(xiàn)在改用ARM 32位處理器，µVision IDE簡單易用，可以幫助工程師很快地上手。

　　此外，32位開發(fā)中一般都會(huì)用到閃存，工具對多種閃存編程的支持也就變得非常重要。

　　在8位MCU市場上有很多不同供應(yīng)商提供的產(chǎn)品，在32位市場中也有很多公司提供基于ARM的產(chǎn)品。工具是否能夠支持這些來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品也很重要。例如，前面所提ARM RealView MDK工具不僅支持流明諾瑞（Luminary）、意法半導(dǎo)體（ST）、三星、恩智浦半導(dǎo)體（NXP Semiconductors）和愛特梅爾（Atmel）等供應(yīng)商基于ARM處理器的標(biāo)準(zhǔn)器件外，同時(shí)還支持Cortex-M3、ARM9和ARM7處理器架構(gòu)。

3 就技術(shù)和市場兩方面來說，貴公司面臨哪些挑戰(zhàn)？為什么？

　　前面說到現(xiàn)在很多嵌入式應(yīng)用非常復(fù)雜，例如iPhone，這里面有一些簡單的核，也有一些復(fù)雜的核，甚至是多核處理器。工具是否能夠同時(shí)支持簡單和復(fù)雜的核的編譯及調(diào)試就顯得很重要了。此外，編譯器的性能也很重要。調(diào)試往往需要一些特殊的技術(shù)，例如傳統(tǒng)的JTAG技術(shù)。ARM公司在編譯器方面有著20多年的經(jīng)驗(yàn)，我們推出了CoreSight片上調(diào)試和跟蹤技術(shù)，為SoC開發(fā)工程師提供最全面的編譯和跟蹤解決方案。此外，我們的Single Wire技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)單管腳跟蹤，降低管腳成功。這兩個(gè)技術(shù)分別滿足了高低端產(chǎn)品的需求。

　　此外，Single Wire技術(shù)和RealView工具使用同樣的編譯器，這也能大大幫助工程師降低開發(fā)難度，加快設(shè)計(jì)周期。

4 為了促進(jìn)中國的發(fā)展，您對中國工程師有什么建議？

　　隨著越來越多的中國工程師開始32位應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開發(fā)，工具對他們設(shè)計(jì)開發(fā)的成功所起的決定性因素也在提高。應(yīng)用越來越復(fù)雜，工具的選擇也越來越重要 （見下圖）?，F(xiàn)在市場上有些工具是免費(fèi)的，也有很多商業(yè)工具。無論是免費(fèi)的還是商業(yè)的，工具的好壞往往會(huì)影響整個(gè)工程的最終結(jié)果。

　　在選擇工具時(shí)，主要需要注意以下幾個(gè)方面：編譯器的性能和穩(wěn)定性、代碼覆蓋（code coverage）、仿真（不僅僅是對CPU的仿真，還有對其他硬件和設(shè)備的仿真）。

5 貴公司的產(chǎn)品特點(diǎn)是什么？

　　ARM提供32/16位RISC微處理器IP。相較于CISC，RISC指令比較精簡，但對軟件的要求更高，尤其是對編譯器的要求非常高。ARM公司在編譯器方面具有20多年的經(jīng)驗(yàn)，從公司建立初期就成立了專門的編譯器研發(fā)團(tuán)隊(duì)，以卓越的編譯器產(chǎn)品彌補(bǔ)RISC指令在這方面的“缺陷”。我們的編譯器能夠支持全系列的ARM產(chǎn)品，包括從ARM7到最新的ARM Cortex-A8處理器。

　　ARM公司在2005收購了Keil公司，在保留其產(chǎn)品線的同時(shí)，更是在RealView MDK工具中加入了代碼覆蓋、仿真、profiling等功能，而前面提到的µVision IDE，更能幫助成千上萬的熟悉8位Keil開發(fā)工具的工程師在轉(zhuǎn)向32位ARM開發(fā)時(shí)，獲得具有他們所熟悉的開發(fā)界面和環(huán)境的工具，為他們成功轉(zhuǎn)向32位提供了便利。

　　2007年，ARM同英蓓特合作，推出中國版ARM RealView MDK。這一新產(chǎn)品是特別為滿足中國軟件和系統(tǒng)開發(fā)廠商的需求而推出的，起價(jià)低于5000元人民幣，易于納入設(shè)計(jì)工具的整體預(yù)算中。這一產(chǎn)品降低了中國工程師的開發(fā)成本，同時(shí)完整的本土供應(yīng)和支持服務(wù)也能夠滿足他們的不同需求。