能否讓微處理器過時現(xiàn)象成為歷史在FPGA構(gòu)造中加入嵌入式軟處理器,是一種可有效地解決處理器過時問題的根本且穩(wěn)健的方案。設(shè)計人員所面臨的最大的“過時”問題是微處理器和微控制器更新?lián)Q代迅速。變化快速的消費類市場以及處理器速度的不斷提高,使得處理器的生命周期變得前所未有地短暫,而且經(jīng)常是在短暫的停產(chǎn)通告之后就中斷了生產(chǎn)和供應(yīng)。此外,在消費類產(chǎn)品中,有時過時現(xiàn)象是故意的,目的是為了推出規(guī)劃中的平臺而鼓勵微處理器制造
能否讓微處理器過時現(xiàn)象成為歷史在FPGA構(gòu)造中加入嵌入式軟處理器,是一種可有效地解決處理器過時問題的根本且穩(wěn)健的方案。
設(shè)計人員所面臨的最大的“過時”問題是微處理器和微控制器更新?lián)Q代迅速。變化快速的消費類市場以及處理器速度的不斷提高,使得處理器的生命周期變得前所未有地短暫,而且經(jīng)常是在短暫的停產(chǎn)通告之后就中斷了生產(chǎn)和
供應(yīng)。此外,在消費類產(chǎn)品中,有時過時現(xiàn)象是故意的,目的是為了推出規(guī)劃中的平臺而鼓勵微處理器制造商放棄現(xiàn)有處理器,從而造成一種器件過時的連鎖反應(yīng)。即使對于用“C”代碼（即“可移植代碼”）編寫的設(shè)計,也總有一些結(jié)構(gòu)相關(guān)的指令和功能會妨礙從過時處理器向下一代器件的轉(zhuǎn)變。制造工藝的改變使這一過程更為困難,因為新工藝制造的器件往往會采用不同的封裝形式和I/O布局,從而可能需要對電路板進行重新設(shè)計。
在解決過時問題方面,傳統(tǒng)方法既耗時耗力且成本高昂,而且無法保護過去的開發(fā)投資。與傳統(tǒng)方法相比,軟處理器內(nèi)核可提供極具吸引力的替代解決方案。
傳統(tǒng)方法的問題
汽車信息設(shè)備設(shè)計人員所面臨的問題是此類問題中最具代表性的。盡管汽車信息設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)時間已經(jīng)從五年這樣的尺度縮短到兩年,但生產(chǎn)過程仍然要持續(xù)多年,而且產(chǎn)品的實際壽命則還要長十多年。只要想到汽車中的每個
電子控制單元（ECU）都包括至少一個處理器,而一輛汽車可能包含多達60個ECU,我們就可以想象每次有某種處理器在時間相對很短的停產(chǎn)通告后就很快停止供應(yīng)這種情況會帶來多大的麻煩了。
通常設(shè)計人員解決處理器過時問題的方案有幾種。特定解決方案的適用性依賴于幾個因素：應(yīng)用軟件的價值、系統(tǒng)的生命周期以及解決問題所需要的時間和費用。
最激進也最昂貴的解決方案是圍繞新的處理器對系統(tǒng)進行重新設(shè)計。根據(jù)代碼的規(guī)模,重新設(shè)計可能需要耗費數(shù)百人年的時間,其中相當(dāng)大的部分會花在驗證和測試階段。這種典型的“把孩子與洗澡水一起倒掉”的做法不僅損失了調(diào)試和優(yōu)化現(xiàn)有軟件時所做的大量投資,而且這樣獲得的解決方案本身也只能是“暫時較好地滿足了要求”。如果系統(tǒng)生命周期較長,那么同樣的問題每幾年便會重復(fù)出現(xiàn)一次。
另一種解決方案是
LTB, 即最后一次購買（The Last Time Buy）.表面看起來,這好象是最經(jīng)濟的選擇。但問題是這一方法要求必須估計在整個項目的生命周期中需要購買多少產(chǎn)品。如果估計錯誤,可能會面臨更困難的問題,可能會損失更大的投資,即不得不為估計錯誤付出巨大的代價。
采用新的處理器,并利用軟件在新的處理器上模擬已過時的處理器也是一種方法。然而盡管這一概念看起來很有吸引力,并且確實已經(jīng)有一定的應(yīng)用歷史,但目前其實際應(yīng)用并沒有理論上看起來那么好。這種方法保護了遺留軟件,因此整個過程相對便宜和快速。但這種解決方案并非永久性的。如果系統(tǒng)的生命周期很長,那么每隔幾年都必須重復(fù)開發(fā)一種新的解決方案。
更為重要的是,軟件仿真本質(zhì)上是一個串行過程。由于運行仿真過程需要消耗比應(yīng)用本身多得多的資源和處理能力,因此這種解決方案速度比較慢。經(jīng)驗表明,平均來說執(zhí)行每條所仿真的過時處理器指令需要大約20個新處理器時鐘周期。
此外,仿真還會帶來進一步的過時問題,由于用于仿真的處理器本身也會過時,因此可能需要完全重新編寫
仿真器。
現(xiàn)成商用解決方案僅僅是以一種新問題代替了老的問題。假設(shè)我們需要一種處理器,要求有
10個UART、一個中斷控制器并且可以訪問外部閃存
模塊等功能。雖然有許多現(xiàn)成商用處理器可提供多個UART和
其它所需要的外設(shè),但通常他們擁有許多其它系統(tǒng)中用不到的外設(shè)。因此,設(shè)計人員不僅要為這些額外的外設(shè)支付更多的成本,通常還需要小
