Микропроцессорные системы. Щемелева Т.К. - 8 стр.

программных средств как в системах типа «процессор общего назначения -программируемый
аппаратный периферийный модуль», так и в системах SOPC потребовало разработки новых
подходов к процессу проектирования, что нашло свое отражение в концепции «сопряженного
проектирования аппаратно-программных систем» - (Hardware-Software Codesign).
    Основа методологии сопряженного проектирования (сопроектирования) - параллельная
взаимосвязанная проработка программных и аппаратных средств, что обеспечивает создание
наиболее эффективных конфигураций при сокращении времени разработки.
    Концепция сопроектирования предполагает решение следующих вопросов.
 1) Анализ задачи и ее разделение на фрагменты, безусловно назначаемые к исполнению
программно, безусловно исполняемые в аппаратуре, и фрагменты, которые могут быть
назначены как в аппаратную, так и в программную части таким образом, чтобы максимизировать
показатель качества системы в целом в зависимости от имеющихся ресурсов. Процедуру такого
предварительного          распределения         весьма        сложно         формализовать.
Рекомендуется назначать в программную часть сравнительно редко выполняемые фрагменты и
фрагменты,    требующие      больших     аппаратных    ресурсов,   например,    содержащие
операции арифметики с плавающей запятой. К безусловно аппаратным относят обычно
операции непосредственного управления периферией.
 2) Создание библиотеки возможных исполнителей алгоритмов, типичных для предполагаемой
области применения. Каждый объект такой библиотеки представляет некоторую
задачу и включает несколько вариантов программной реализации, например, в форме
С-кодов, а также несколько вариантов реализующих структур, обычно представляемых
как описания на языках схемотехнического проектирования, например VHDL. Эти вари-
 анты сопровождаются количественными характеристиками возможных исполнителей, таких как
время исполнения, затраты памяти, используемые ресурсы микросхем программируемой логики.
 3) Выбор оптимального сочетания исполнителей частей задачи исходя из определенной
целевой функции, ограничений и характеристик задачи. Обычно за критерий оптимизации
принимается время исполнения задачи. Имеющиеся ресурсы (память, свободные макроячейки
FPGA и т. п.) выступают как ограничения. Задача поиска оптимума является дискретной
оптимизационной задачей. Прямые, «точные» методы оптимизации, такие как метод ветвей и
границ, требуют весьма большого времени решения. Известен ряд приближенных эвристических
методов сокращения перебора, которые позволяют решать задачу выбора исполнителей с
приемлемой точностью при сравнительно не-больших затратах.
 4) Разработка соответствующего интерфейса между процессором общего назначения и
специализированным модулем, равно как и между блоками, включаемыми в аппаратную часть
системы. При этом следует обращать внимание на такие проблемы, как согласованность форматов
данных, буферизация, взаимное оповещение и взаимное блокирование процессов.

1.5. Проектирование типовой конфигурации МП систем

   1.5.1. Типовые конфигурации

      Методика проектирования/отладки МП- и МК-систем имеют определенную специфику. В
соответствии с названием МК-системы ориентированы на выполнение задач управления
определенными устройствами или их комплексами. МП-системы можно условно разделить на два
основных класса: универсальные, которые используются для решения широкого круга задач
обработки информации, и управляющие, которые специализируются на решении задач управления
процессами и объектами. Типичными примерами универсальных МП-систем являются
персональные компьютеры и рабочие станции, которые применяются в самых различных сферах
деятельности.
      Управляющие МП-системы имеют много общего с МК. Они также содержат различные
устройства, расширяющие возможности процессора для реализации сложных алгоритмов
управления. При этом периферийные устройства, многие из которых располагаются на кристалле

                                            8