一個典型的SDSoC設計開發(fā)流程,包括以下幾個步驟:
用戶定義開發(fā)應用所需的目標平臺。
用戶基于C/C++設計和驗證算法。
用戶根據(jù)系統(tǒng)特征描述確定性能瓶頸,然后進行軟硬件分區(qū)。
SDSoC將自動執(zhí)行那些通過PL(可編程邏輯)加速的功能,其他功能保留在PS(處理器系統(tǒng))中。
SDSoC也將自動生成軟/硬件之間的連接和DataMover邏輯以連接PL和PS中的功能。
如果最終的結果未達到設計要求,開發(fā)者可以重新進行軟硬件功能分區(qū),探索最優(yōu)的系統(tǒng)架構。
圖1,SDSoC典型開發(fā)流程(圖片來源:賽靈思)
沒錯,使用SDSoC進行應用開發(fā)說起來就是這么簡單的幾步。我們這篇文章的內(nèi)容完全可以在這里劃上句號。
不過,我們還是希望將現(xiàn)在“簡單”的設計流程,和傳統(tǒng)上可編程邏輯“不簡單”的設計流程進行一個對比,讓大家深刻認識到SDSoC到底幫你做了些什么?
所謂“沒有對比就沒有傷害”,傳統(tǒng)的Zynq SoC開發(fā)流程是復雜成這個樣子的——首先由系統(tǒng)架構工程師對軟硬件進行分區(qū),即確定哪些功能放入PL(可編程邏輯)中進行硬件加速,哪些功能在PS(處理器系統(tǒng))中用軟件實現(xiàn);
接下來,硬件工程師基于Vivado生成要在PL中加速的IP并搭建硬件平臺,還要完成軟/硬件之間的連接,配置PS與PL之間的接口工作等;然后將硬件平臺的數(shù)據(jù)導入SDK,由軟件工程師完成配套的的驅動和應用程序的開發(fā)。可見,傳統(tǒng)的設計流程,需要很多團隊和資源的介入,不簡單。
而如果完成了上述設計工作之后,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)架構還需要優(yōu)化,這就悲催了——設計不得不重新調(diào)整軟硬件分區(qū),上述整個開發(fā)流程又要重新進行一遍,而且很多情況下需要多次迭代才能找到那個令人滿意的系統(tǒng)架構和方案。由此耗費的時間和資源,是巨大的,甚至是不可控的。
圖2,傳統(tǒng)的FPGA SoC應用開發(fā)流程(圖片來源:賽靈思)
而使用SDSoC之后,很多工作是由工具自動完成的:省去了諸如軟件驅動和硬件連接等繁復的手動工作,同時使用C/C++終端應用可以像函數(shù)調(diào)用一樣輸入調(diào)用用戶算法IP;只需要單次點擊,就可以完成分區(qū)設置以確定需要在可編程邏輯中運行的功能。
圖3,使用SDSoC簡化后的FPGA SoC應用開發(fā)流程(圖片來源:賽靈思)
做一個不是十分準確的比喻:SDSoC與傳統(tǒng)工具和開發(fā)流程的差別,就像是自動擋與手動擋汽車的不同,它讓復雜的工作對用戶變得“透明”,讓用戶實際的“操作”變得更簡單,而用戶由此被解放出來的精力,則可以用到思考“要去哪兒、如何走”等更高級的問題,而不是和“油離配合”較勁兒。
類比到FPGA SoC的應用開發(fā)中,用戶最關注的部分往往是算法的最終實現(xiàn)和算法模塊的優(yōu)化——包括IP或是軟件功能塊——SDSoC的設計理念正是讓用戶能夠更加專注于這些核心問題,其他問題SDSoC幫你搞掂。從這個意義上看,SDSoC在“簡單”的背后確實不簡單。