一体化平台促进融合，中国嵌入式设计面临新契机

"手机生命周期缩短到6个月，彩屏手机价格跌到400元！MP3播放器生命周期缩短到4个月！容量1GB的 MP3播放器最低只售99元！中国大陆一年的MP3产品型号多达5,000个！中国电子信息百强利润率降低到2.5%！"这些让人瞠目的数据传递着这样一个事实：中国如火如荼的嵌入式市场背后，电子产品设计人员不但面临越来越大的成本和价格压力，还要应付日益繁多的个性化需求。如何破茧而出，解决这些设计挑战？"他山之石，可以攻玉"。来自澳洲的Altium公司的产品和技术也许会给我们一些启发。

可编程器件|0"> 可编程器件推动一体化设计

全球消费类电子产品的鼻祖应该是1875年发明的电话机。这个装满了导电炭粒的小盒子实现了最初的远距离通话功能，这个装置包含了目前我们仍在使用的电子设计理念：用盒子包装起具备一定电子功能的电子器件。

如今，100多年过去了，电子产品的功能日趋丰富，其设计也发生了翻天覆地的变化。最初是仅把分立的电子元器件搭成一定的功能平台，集成电路发明以后，又用一颗集成电路取代多个分立器件。MCU诞生以后，电子产品步入智能化时代，通过MCU可以实现一定的智能控制因素。

自此，电子产品的设计也分化为两个层次，一个是搭建实现功能的物理平台，另一个是开发智能化因素(这个智力因素通常通过编程来实现)，并在产品制造后"装载"进物理平台。这样，嵌入式设计逐渐也演化为硬件设计和软件设计。

传统的嵌入式设计方法是先设计硬件原型然后在硬件的基础上开发软件，但随着电子产品的功能越来越复杂，一个产品的设计需要多个设计团队的参与才可完成，这又涉及到设计重用和可移植性问题，所以，这种串行的设计方法学面临重新改造的需求。

2006年以来，一种半导体器件的发展越来越引发业界的注意，这就是可编程器件。当很多ASIC设计还停留在0.13μm、90nm的时候，FPGA主流厂商已经纷纷推出65nm工艺的器件。2007年，两大FPGA巨头赛灵思和Altera又先后推出了提供强大DSP处理性能的低成本FPGA器件。由此，这个曾经以提供胶合逻辑为主的"丑下鸭"已化身为可编程系统集成平台，其功能也早已不局限在胶合逻辑的范畴了。很多企业已经洞察到FPGA为嵌入式设计带来的机遇，有的企业利用FPGA的灵活性特点完成电子产品的原型设计。而Altium公司，这个当初以Protel软件闻名电子设计产业的公司，想到了一个把FPGA、PCB设计和嵌入式软件都结合起来的解决思路，即用统一的电子产品开发系统来解决嵌入式设计面临的挑战，而这个产品就是该公司的Altium Designer。它可以运用一体化(unified)的设计方法将硬件设计、可编程逻辑设计和嵌入式软件设计组合于一个单一开发环境中。

图1：嵌入式软硬件系统协同设计

Alitum有限公司中国区总经理曲刚指出："Alitum在1999年左右的时候已经预测到FPGA可以实现大部分的数字功能，并且会从通信领域转向消费领域，它的功耗问题会得到解决。所以Altium开发了Altium Designer，去顺应FPGA迅猛发展带来的设计变化。"

他强调："由Altium这样的公司来提供FPGA开发支持的一个明显优势，是我们可以提供对所有可编程逻辑厂商产品的支持，而特定的可编程逻辑厂商仅提供支持他们自己产品的开发工具，而且不具备可移植性。但Altium Designer却可以很好地解决这个问题。"

推动中国嵌入式设计的创新步伐

目前，中国生产制造的电子产品被大量出口到全球各地。但就整个价值链而言，"中国仍然处于低端。"曲刚坦言。他认为，解决这个问题的关键在于创新。虽然中国本土企业在创新方面屡受诟病，但不少企业仍在创新方面进行积极的探索。例如，从创新的模式来看，创扬通信技术(深圳)有限公司CEO焦学宁指出："在当前阶段，由于国内企业缺乏创新的真正环境(充足的资金、品牌、专利保护、共同创新的产业链等)，所以本土企业只能做一些积木式的创新，就是整合已有的一些功能，并努力降低成本，这其实也是一种创新。等积累一定经验后，再实施iPod那种破坏式的创新。"

而就电子产品本身而言，由于同质化严重，用户需要更多个性化产品。在电子产品设计方面，中国电子设计业存在这样的一系列挑战，如多种设计工具在使用、设计牵涉不同知识信息的交流、结构设计电子设计脱节、多学科多部门之间的失协、产品智能化程度越来越高、企业信息孤岛、项目管理日趋复杂、工具本身限制了工程师的创造性等等。这些挑战集中体现在对紧密联系的硬件和软件进行独立开发、使用松散联系的单点解决单一问题、设计同一产品却在不同阶段不同环境使用不同工具。

在这种情况下，曲刚指出，所有这些挑战都在催生一种可以跨平台、能整合所有设计资源的工具。"所以，Altium Designer的出现只是时间而不是公司问题，如果没有Altium来开发，其他公司也会开发这样的工具。"他强调。