對基于SoC系統設計正確方法的爭論非常激烈。是傳統的寄存器傳送級（RTL）流程？還是C語言行為模型的高級綜合？減少了代碼生成的知識產權（IP）重用方法又怎樣呢？

　　對于設計團隊應該怎樣從需求分析到制造實現，每個專家都有自己的觀點。每一觀點都基于自己的偏好，過去的經驗，或者——EDA供應商本身會考慮產品供貨情況。但是在很多真實環境中，所有這些觀點可能都是不相干的。

　　原因很簡單：大部分系統設計——據網站embedded.com最近的一項研究，55%的設計并不是新設計。它們實際上是對某類現有設計的修改。這一事實意味著，實際設計過程不僅僅取決于某些方法專家的建議，而且還要考慮需求的變化特性，以及設計團隊能夠得到的數據。結果可能是從形式驅動的修訂過程，直至徹底的修改，甚至還有不可預測的改動等。通常是，結果實際對整個系統重新設計：不是因為改動的范圍，而是因為沒有重用規劃，也沒有能夠管理改動的方法。

　　在本文中，我們將與方法專家和實際設計人員進行討論，當系統需求變化時，到底會怎樣，有沒有一種一致的方法。然后，我們將在幾種真實設計環境中應用這種工作方法，通過它來建議應采用怎樣的設計過程，怎樣使其更好的工作。

　　一些分類

　　至少在三種不同的環境下會出現衍生設計（圖1 ）。最明顯的是，現有設計的一系列需求變化定義了新項目后：例如，新功能、新外設，或者新的性能指標等。

　　圖1.衍生設計分類

　　而至少還有其他兩類。一類是使用平臺設計，例如谷歌的Android平臺。Cadence的系統開發包產品市場集團總監Frank Schirrmeister特別指出了德州儀器的開放多媒體應用平臺（OMAP），這是一個很好的例子。他觀察到，OMAP平臺定義的擴展平臺幾乎含有應用領域中能夠想到的所有系統。設計團隊通過把未使用的模塊拿到平臺之外來產生某種例化，在某些情況下，重新優化得到的設計。

　　第三類是相關的：使用參考設計。這一過程實際上是衍生設計的一個例子，但卻是重要的方法，它不同于自己修改現有設計，也不同于應用一個平臺。

　　對于這三種情形，只有第一種可以被分類為衍生設計。基于平臺的設計和基于參考的設計一般被認為是新設計。但所有這三種都有共同的特性。它們從一個已經完成的設計開始，然后，針對現有規范來對比新設計需求。它們找到與現有設計的不同，然后進行實施。

　　第一步：有哪些變化？

　　這些設計過程都從一些新需求開始。每一過程的第一步是找到新需求和現有設計之間的不同點。理論上，這是一個嚴格的過程。我們可以通過對比最初的需求文檔和修改后的需求文檔來找到這些不同。但是在很多情況下，設計團隊無法使用現有設計最初的、當前的、正確的需求文檔。我們將在本文的后面討論這些情形。

　　我們理論過程的下一步是將每一需求變化分成行為、結構和參數三類。行為變化——系統功能的變化，這是最常見的，據embedded.com研究，它占據了衍生設計的一半以上。有趣的是，目前自動化設計工具為它們提供的支持很少，只是提供一些表格。

　　作為對比，結構變化指出了系統硬件或者軟件的某些改變：例如，操作系統的變化，增加或者去除了硬件模塊，或者改變了模塊之間的互聯等。在某些應用中，例如通信基礎設施，系統I/O會經常變化。Altera設計工作專家Kevin Weldon評論說：“我們一直和客戶一起工作，實現他們的目標工作頻率。但是現在，我們看到更多的變化出現在I/O中。客戶希望確定不會出現I/O阻塞。”

　　參數變化以可測量的指標標明變化量：例如，響應時間、帶寬、供電電流，以及材料成本等。通過某些硬件和軟件模塊的需求文檔直至其含義，很容易找到這些變化，但是很難跟蹤。

　　找到相關性

　　在理想的環境中，從幾種相容的觀點看，存在一個最早的設計——這是我們從中獲得新系統的設計。我們不僅僅會有形式需求文檔，而且還有行為模型——可能同時以更抽象的C代碼以及會話級版本的形式提供。我們還會有硬件和軟件的模塊級體系結構模型。對于實際實現，會有RTL和軟件代碼。

　　在這種環境中，下一步是觀察。我們通過修改行為模型來滿足行為需求的變化。結構需求的變化會觸發對IP或者互聯，甚至是軟件功能的調整。參數變化會導致實施層面代碼的修訂。

　　在每種情況下，我們都會有可追溯和設計無關文件，以確定我們進行的調整會怎樣影響設計的其他部分（圖2 ），因此，例如，如果我們修改數據結構的定義或者設計中某一部分信號的帶寬，那么，我們就會知道，這些修改會影響設計中的哪些區域。工具會幫助我們保存從需求到實現的所有文檔。

　　圖2.可追溯性簡化了需求向工作聲明的轉換

　　每次調整后，我們會在適當的抽象級重新進行仿真，以驗證修改后的設計現在能否滿足新需求。然后，把這種修改傳遞到后面的底層抽象層，重新優化，直到我們的新設計通過了驗證。

　　Schirrmeister指出，這種理想化的過程非常依賴于兩組其他的數據，但不能保證可以使用這些數據。首先是使用場景。在正確的使用場景中，我們可以限制對修改后的設計進行驗證，特別是對用戶比較重要的模式和輸入。如果沒有使用模型，我們需要確定新設計在所有可能的實際環境下都滿足現有以及修改后的需求。

　　其次是足夠的測試臺，針對整個系統和關鍵子系統。在實際中，測試臺體現了人類語言文檔無法表示的需求。很多設計團隊認識到這方面的不足，重新建立系統測試臺，這一項目規模與系統設計本身一樣大——如果不能提供第三方SoC等關鍵元器件的數據，其規模會更大。