18、系统级仿真技术详解

系统级仿真技术详解

1. 系统级仿真概述

随着系统规格日益复杂，在开发早期检测设计错误、确保最终产品性能特性变得至关重要。系统级仿真作为一种重要手段，能在硬件实现前评估系统规格是否满足需求，降低成本并缩短设计周期。同时，它还有助于减少设计过程各阶段的测试工作量。

仿真允许在不同抽象级别执行系统规格，但存在两个相互冲突的趋势：一方面，应尽早进行仿真以避免设计错误传播；另一方面，在开发后期系统规格更完整时进行仿真，能检查更广泛的系统属性。系统级仿真虽对规格的估计准确性较低，但能在短时间内得出结果，且对系统规格的修改快速且成本低，常用于制定具体实现方案的战略决策。

2. 建模与仿真

2.1 可执行规格

在系统实现前，设计师会创建不同抽象程度的系统规格（即模型）。仿真就是在计算机环境中执行这些可执行的系统规格。基于处理器的嵌入式系统由硬件和软件组成，因此需要对硬件、软件分区及组件分别进行仿真，同时还要进行整体的协同仿真。

可执行规格的理念是让设计师通过运行规格来了解系统工作方式，且在系统开发过程中逐步细化，最终成为准确的系统模拟器。它能为系统规格提供明确性、完整性和正确性。

2.2 系统模型

随着系统设计规模和复杂度增加，需要高级抽象设计方法来快速探索设计空间并验证系统功能。系统模型可用于模拟系统、评估其功能和性能，并根据模拟结果进行改进。

虚拟系统原型（VSP）是一种准确、高性能且完整的系统模型，能满足产品的业务和功能需求，可作为设计的黄金参考模型。此外，还有多种系统级建模工具和语言，如Polis、Esterel、Ptolemy、VCC、COSY、Matl