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什么是虚拟原型设计?

新思科技 编辑部

2021年7月26日 / 阅读时间 2 分钟

定义

用于嵌入式软件的传统工具和方法开发 已无法满足当今复杂嵌入式系统(尤其是多核 芯片和SoC)的需求,也难以应对其紧迫的开发 开发周期。

虚拟样机 (硬件仿真器)是一种在主机系统上运行的可执行软件模型。它以足够高的精度模拟硬件(包括CPU 指令集、内存映射、寄存器和中断),该精度可根据软件需求进行调整开发 。 从软件角度来看,它与所仿真的硬件二进制文件 兼容,允许用户运行未经修改的二进制文件 镜像,涵盖从低级设备和固件、操作系统、中间件,直至正在开发的应用程序在内的整个软件栈。它是用于开发软件的目标系统的完整功能性表示。

虚拟原型设计是如何工作的?

虚拟样机 将与软件开发人员无关的硬件细节进行了抽象处理。通过指令集模拟器,虚拟样机 可在标准 个人电脑上执行嵌入式目标代码。系统外设在事务级别上进行了建模,其细节程度恰好足以运行未经修改的软件镜像;例如,寄存器行为是准确的,但时序则并非如此。

模拟速度非常快,能够实现大型软件堆栈 的交互式执行,例如在AUTOSAR或Android 操作系统上运行的应用程序。虚拟原型利用虚拟和真实的I/O与USB、PCIe、以太网和串行设备等真实接口进行连接。

虚拟原型设计的优势与益处

得益于早期可用性、与二进制文件 的兼容性以及高性能,虚拟原型可在实际物理硬件就绪之前很久——在许多情况下甚至在芯片设计完成之前——就被用于开发、调试、集成和验证系统软件。

  • 早期软件开发 。虚拟 原型支持早期软件开发开发 ,通过如今被称为“左移”的方法,缩短了开发和测试新产品所需的总时间。
  • 软硬件集成。从软件角度来看,虚拟原型使软硬件集成得以实现,而这种集成传统上一直依赖于 FPGA 原型机来实现的硬件/软件集成工作得以更早地启动。
  • 全球开发 。由于无需实体硬件,虚拟原型可在全球各团队之间共享和访问,从而提高软件团队的开发 效率并吞吐量 。
  • 可调试性。系统软件与硬件之间独特且相互关联的可见性;可访问硬件内部以实现可见性及故障 注入;以及与持续集成(CI)和测试驱动开发(TDD)等软件设计范式的兼容性,这些都为调试提供了便利。
  • 兼容性。可与您现有的软件工具集(编译器、调试器和仿真器)配合使用。

何时应使用虚拟原型设计?

在开发 周期中,最好尽早部署虚拟原型,例如在以下阶段:

  • 调试与测试
  • 验证 和验证 
  • 回归测试 set-不间断电源
  • 通过硬件原型设计提升速度
开发 相虚拟原型设计的优势
早期软件开发可在硬件就绪前尽早进行编码和测试
硬件/软件集成在FPGA 正式发布前,有助于进行集成测试
调试与测试高级调试工具和可视化功能
回归测试 Set-不间断电源易于自动化且可重复的测试环境
硬件原型制作作为补充或替代,以加快速度迭代

虚拟原型设计与 新思科技

新思科技 提供全套虚拟原型设计解决方案,包括 Platform Architect™ 用于早期架构分析的解决方案,  Virtualizer™ 用于创建软件虚拟原型开发 ,拥有业内最全面的交易级模型(TLM)产品组合;即用型 Virtualizer开发 适用于多种汽车平台的虚拟化套件(VDK);以及确保项目成功的交钥匙和量产启动服务。

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