不斷增加的復雜性和異質(zhì)化正在衍生出一些新的方法，能夠避免在設(shè)計周期結(jié)束時出現(xiàn)意外。

在一個系統(tǒng)中，硬件的表現(xiàn)是否優(yōu)秀取決于運行在其上的軟件。隨著系統(tǒng)復雜性的增加，總是軟件在拖后腿。

縮小硬件和軟件差距的方法是不斷改進軟件開發(fā)的方法。在把軟件部署運行在硬件上之前，確保軟件升級都進行了驗證和測試，并進行之前芯片制造商開發(fā)硬件時進行的同類的詳細檢查。

試圖將軟件開發(fā)過程提前并不是什么新主意。多年來，業(yè)界開發(fā)了一系列的方法解決這個問題。比如敏捷軟件開發(fā)方法，它試圖通過兩個或更多的軟件開發(fā)者同時進行同一個代碼的開發(fā)來降低錯誤。此外還包括持續(xù)集成方法，它是從另外一個角度解決這個問題的，這個方法的本質(zhì)是，將代碼持續(xù)不斷地加入共享的代碼庫或開發(fā)分支中，進行頻繁的自動構(gòu)建，以在早期發(fā)現(xiàn)和驗證問題。

Mentor嵌入式部門產(chǎn)品管理總監(jiān)Warren Kurisu說：“越來越多的開發(fā)團隊正在使用持續(xù)集成方法作為簡化整體開發(fā)流程的手段，并避免在開發(fā)集成階段出現(xiàn)令人討厭的意外。基于模型的設(shè)計方法通過模擬和自動代碼生成進行了大量的工作，可以支持這種方法過程。”

通過持續(xù)集成，可以在構(gòu)建硬件設(shè)備的同時，構(gòu)建一個單純從概念出發(fā)的數(shù)字映像。在這種方法的加持下，多個更加獨立的團隊可以同時開發(fā)，這時，更好地踐行持續(xù)集成概念就變成了各個團隊的代碼“何時”準備好集成進系統(tǒng)的問題。

“多團隊同時開發(fā)的方法是對持續(xù)集成模式的一種認可，這種方法使開發(fā)商能夠更早地對設(shè)計進行驗證，并允許開發(fā)人員根據(jù)數(shù)字映像模型驗證其代碼和測試系統(tǒng)配置。”Kurisu說。“舉一個簡單的例子吧，比如Linux進程。這種架構(gòu)設(shè)計使應(yīng)用程序開發(fā)人員能夠在其桌面開發(fā)系統(tǒng)上創(chuàng)建應(yīng)用程序，只要它們遵守Linux編程模型，這些應(yīng)用程序就可以在最終階段順利集成，甚至可以在系統(tǒng)部署后加載。如果系統(tǒng)架構(gòu)師需要更嚴格的分離模型，則可以使用獨立的執(zhí)行環(huán)境，如Linux容器或Docker容器。這種模式不僅適用于Linux，實時操作系統(tǒng)也和Linux進程很像，包括一個允許代碼分離的進程模型。”

一旦在進程或分區(qū)中運行的代碼就緒，就可以將其納入到連續(xù)集成工作流中。雖然這似乎是一個顯而易見的步驟，但它的效果很好，可以很快地將各種異構(gòu)組件融合在一起。

“例如，集成了四核ARM Cortex-A53內(nèi)核、Cortex-R5內(nèi)核和FPGA架構(gòu)，并具有可實現(xiàn)功能分離的多個電源層的Xilinx UltraScale + MPSoC，”Kurisu說。“可以預(yù)計的情景是多個開發(fā)團隊同時為這個SoC編寫代碼，一個團隊在應(yīng)用內(nèi)核上開發(fā)Linux，一個團隊在實時內(nèi)核上開發(fā)安全應(yīng)用程序，另一個團隊在FPGA架構(gòu)上實現(xiàn)算法。在總體架構(gòu)上，這些應(yīng)用可以通過已定義的接口進行通信。一方面，這些獨立團隊自身可能會使用持續(xù)集成方法來構(gòu)建在其內(nèi)核上運行的代碼，另一方面，當系統(tǒng)所有內(nèi)核上的代碼都就緒后，主要的集成工作就會開始。和上面一樣，持續(xù)集成的問題就是進行全系統(tǒng)集成的代碼何時準備就緒。”

基礎(chǔ)問題
系統(tǒng)的復雜性一直在穩(wěn)步增長，部分原因是沒有人確定虛擬/增強現(xiàn)實、汽車、醫(yī)療、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和深度學習等各種新興市場需要什么樣的芯片或功能。在這種情況下，一種常見的方法是將多個類型的處理器和功能集成在一顆芯片上，通過軟件把各個組件融合在一起，這比將所有組件放入各個分立的ASIC中更便宜。

Aldec硬件部總經(jīng)理Zibi Zalewski表示：“最終配置是根據(jù)目標市場或客戶要求創(chuàng)建的。“子系統(tǒng)的可擴展性使您可以快速增加系統(tǒng)規(guī)模和復雜性。現(xiàn)在，把一個系統(tǒng)從雙核擴展到四核不算什么大問題，沒有適當?shù)墓ぞ卟攀钦嬲膯栴}所在。此外，硬件部分不再是決定項目的主要元素，系統(tǒng)復雜性主要來自于軟件層。所以不單單是晶體管數(shù)量問題，還包括功能要求。”

這與系統(tǒng)整體質(zhì)量有直接的關(guān)系，最終是衡量創(chuàng)建該系統(tǒng)的各種方法的有效性。

ARM模型技術(shù)總監(jiān)Bill Neifert說：“評估質(zhì)量時，挑戰(zhàn)在于它不僅僅涉及芯片的質(zhì)量。它衡量的是整個系統(tǒng)，會衍生出區(qū)段問題。每個設(shè)計中都有你關(guān)心的東西，但對于汽車、工業(yè)和企業(yè)計算而言，關(guān)心對象又有所不同。一些涉及不同的硬件，另外一些則是相同硬件上的不同應(yīng)用。如果您正在處理需要記錄和證據(jù)的安全相關(guān)問題，你需要關(guān)心的就是軟件過程和底層硬件。記住，你能證明到什么程度，質(zhì)量就是什么水平。”

最大限度降低意外
不管選擇的方法有多好，總會有一些錯誤發(fā)生。所以，這里的目標是盡量減少項目開發(fā)最終階段的意外，記住，沒有任何一種方法能夠完全消除意外。

“當您編寫應(yīng)用程序時，您真的必須在真實的目標上運行一下它，因為您可能沒有正確地分配內(nèi)存，或者您可能只有只能在ARM上使用的二進制庫，而很多人卻試圖在x86上測試嵌入式系統(tǒng)，“Imperas Software首席執(zhí)行官Simon Davidmann說。“Jenkins是一個經(jīng)常被提及的開源自動化服務(wù)器，代碼可以在ARM、MIPS或瑞薩處理器上運行，不需要任何管理工作，在幾分鐘之內(nèi)就可以得到一個“測試通過”的結(jié)果。你可以把Jenkins看做運行對象，你可以說，'這是我的機器。我有四臺機器可以運行測試'，其他人也可以共享Jenkins資源。它可以簡化最簡單的程序，即便你的程序只有一個只包含一個算法的文件，它也允許你構(gòu)建工程并運行，當你修改了代碼，它可以自動化地充分測試并記錄。當然，您必須了解Jenkins的產(chǎn)品如何工作或模擬器的工作原理，但是只需要幾千美元，您就能獲得可以非常有效地進行編譯、構(gòu)建、測試和驗證的系統(tǒng)。”

Synopsys的MetaWare產(chǎn)品經(jīng)理Allen Watson說：“我們生產(chǎn)的軟件是允許人們開發(fā)軟件的工具。我們的客戶使用我們的工具編寫嵌入式軟件，但同時我們的工具本身也是軟件。雖然有一些差異，但歸根結(jié)底我們和客戶們都在編寫軟件，這是一個非常復雜的軟件。我們自己也在小組內(nèi)采用持續(xù)集成方法，沒有其它方法能夠替代這種開發(fā)方式。我們有多個開發(fā)人員編寫同一個產(chǎn)品的軟件，但他們承擔不同的任務(wù)。通常，他們先寫自己的代碼，在本地進行一些單元測試，準備好后，就把代碼并到軟件的主線開發(fā)分支上。

但是，并不是每個人都認可這個概念。Uniquify營銷副總裁Graham Bell認為，重點應(yīng)該是反復性而不是持續(xù)集成。

“持續(xù)意味著不間斷地繼續(xù)下去，而反復意味著活動之間可以暫停，”他說。“當然，嵌入式軟件的集成工作會反復經(jīng)歷一系列的集成-測試 - 修改活動，直到特征漂移結(jié)束或者bug數(shù)量達到了設(shè)計簽收級別。這就是這個過程中暫停的地方。隨著設(shè)計從硅虛擬原型轉(zhuǎn)移到硬件原型，最終再轉(zhuǎn)移到消費者手中的產(chǎn)品，這種集成循環(huán)會一再發(fā)生。有些人可能會認為，集成工作的這些階段現(xiàn)在是重疊的，因為各個設(shè)計團隊需要盡早獲得有關(guān)工作設(shè)計的知識，以加速自己工作的設(shè)計簽收。如果是這種情況，那么也許我們可以說，這些同步進行的工作正在導致嵌入式軟件的持續(xù)整合。”

這不僅僅是定義上的分歧，它影響著基礎(chǔ)方法論。和支持反復整合的企業(yè)相比，支持持續(xù)整合的企業(yè)數(shù)量增長更多。

Austemper設(shè)計系統(tǒng)公司首席執(zhí)行官Sanjay Pillay認為，持續(xù)集成是實現(xiàn)最佳上市時間的唯一途徑。“目前復雜的SoC及其開發(fā)時間表無法通過使用硬件-固件-軟件的串行開發(fā)方法來實現(xiàn)。工程團隊現(xiàn)在必須包括硬件開發(fā)人員和嵌入式軟件設(shè)計人員，而且軟件設(shè)計人員的數(shù)量往往超過硬件設(shè)計人員。他們一起開始這個項目，并在整個項目周期中并肩協(xié)作。”

但是，隨著設(shè)計中異構(gòu)組件的數(shù)量不斷增多，持續(xù)集成也只是簡化開發(fā)流程的其中一個選擇。

Mentor的Kurisu說：“人們可以爭辯說，今天最先進的軟件和硬件不再需要持續(xù)集成方法。但是我認為，基于模型的設(shè)計實際上激發(fā)了持續(xù)集成方法的活力，并放大了這種方法的作用。”