未來嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中采用平行測試方法

嵌入式系統(tǒng)是用來控制或者監(jiān)視機器、裝置、工廠等大規(guī)模設(shè)備的系統(tǒng)。國內(nèi)普遍認同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。

傳統(tǒng)測試方法顯然無法滿足需求，工程師與嵌入式開發(fā)人員沒有時間進行手動測量，也無法冒著可能在最終制造過程才發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵缺陷的風(fēng)險。同時，亞洲市場也帶來了獨特挑戰(zhàn)，如必須整合全球各地的開發(fā)周期，以及激烈的成本壓力。因此，嵌入式設(shè)計師需要創(chuàng)新的工具、技術(shù)和方法學(xué)。若沒有新工具，嵌入式設(shè)計師就必須成為測試專家。

好消息是，許多技術(shù)可協(xié)助此一過程。從新的數(shù)據(jù)總線、多核心處理器到同步執(zhí)行軟件，都帶給嵌入式設(shè)計師新的希望。開發(fā)人員現(xiàn)在可透過平行處理與平行測量實現(xiàn)更快的測試。向多核心處理器的轉(zhuǎn)移可消除由傳統(tǒng)循序式單核心測試平臺造成的時間約束。這讓擁有合適工具的工程師與科學(xué)家能以平行方式處理并分析數(shù)據(jù)。本質(zhì)上，像NI LabVIEW這類平行軟件語言能讓執(zhí)行在多核心系統(tǒng)上的應(yīng)用大幅提升效能，且?guī)缀醪槐馗某绦虼a。

如果工程師能采用平行處理，他們還會要求更有效率的測量。平行測試需要系統(tǒng)的每個子組件，而非僅需要處理組件，以支持平行模式。最通用的數(shù)據(jù)傳輸總線如PCI、USB、LAN、GPIB等都無法支持真實的平行數(shù)據(jù)傳輸模式，因為總線上的組件會共享頻寬。隨著任務(wù)數(shù)量的增加，分配給每個任務(wù)的可用頻寬正在減少。工程師可透過選擇能支持專用頻寬的數(shù)據(jù)總線如PCI Express來消弭此一瓶頸。

盡管PCI Express開發(fā)了許多應(yīng)用程序，以便在主機端采用軟件處理，但最新的高速數(shù)字電子軟件也許仍需常駐在其本身的硬件內(nèi)以實現(xiàn)實時響應(yīng)。FPGA可提供最佳化解決方案，因為它們運用軟件定義了硬件能力，因此能以硬件速度做出響應(yīng)。舉例來說，LabVIEW可針對板上FPGA應(yīng)用，并合成了直接來自圖形化軟件的所需硬件。

未來的嵌入式設(shè)計正朝更高效率的方向發(fā)展，許多開發(fā)商將運用整合式系統(tǒng)設(shè)計平臺實現(xiàn)其設(shè)計與測試。圖形化系統(tǒng)設(shè)計可提供商用化的現(xiàn)成軟硬件平臺，讓開發(fā)商使用同樣直觀的軟件進行設(shè)計與測試，并運用靈活的硬件平臺來驗證設(shè)計、原型并進行測試。