6、完整性驱动开发：提升嵌入式系统设计效率的新方法

完整性驱动开发：提升嵌入式系统设计效率的新方法

1. 嵌入式系统设计的挑战与现状

随着科技的不断发展，嵌入式系统的复杂度在过去几十年中持续攀升。尽管其开发时间和生命周期有所缩短，但为了满足客户需求，设计复用变得普遍，越来越多复杂的知识产权（IP）被集成到系统中。从2007年到2010年，外部IP的采用率增长了69%，到2010年，76%的设计至少包含一个嵌入式处理器。这使得嵌入式系统的开发重点从设计转向验证，验证工程师的数量增长了58%，而设计师仅增长了4%。

为应对验证挑战，电子系统级（ESL）设计应运而生，成为当前的主流方法。ESL设计从高抽象级别开始设计复杂系统，通常使用算法规范，在这个级别上抽象地实现和评估系统功能，不考虑哪些部分将成为硬件或软件。接下来是基于事务级建模（TLM）的抽象级别，通常使用SystemC作为建模语言，提供TLM - 2.0标准。TLM模型由通过通道通信的模块组成，数据以事务形式传输，具有不同的时序精度级别，可用于早期软件开发、性能评估以及软硬件划分。最后，TLM模型的硬件部分被细化到寄存器传输级（RTL），基于精确的硬件构建块进行描述，最终映射到物理级别进行芯片制造。

然而，目前的ESL设计虽然在各个抽象级别检查了某些属性的有效性，但往往没有全面考虑系统行为，完整性检查通常不连续进行。这导致在设计后期可能发现错误，需要在多个抽象级别进行昂贵的迭代，显著延迟了嵌入式系统的完成。

2. 完整性驱动开发（CDD）的概念与优势

为解决上述问题，提出了完整性驱动开发（CDD）的概念。CDD将设计过程的重点从实现转移到完整性，确保只有在当前抽象级别达到完整性时才能进入下一步。这需要为CDD流程中的每个抽象级别提供合适的完整性度