軟硬件協同設計（Hardware Software Co-design）是指在系統芯片開發過程中，軟件與硬件共同定義與開發的過程。在進行系統芯片定義時，特定功能既可以通過處理器運行軟件來實現，也可以用專用硬件來實現。軟件實現靈活,可升級，但能效比較低；硬件實現能效高，但一旦設計好了就無法更改。通過軟硬件協同設計，能夠以定量的方式研究系統中各個部件以軟件或硬件的方式實現的優劣，從而最終尋找到系統芯片設計的優化解決方案。因此軟硬件協同設計是系統芯片的基礎設計方法學。

軟硬件協同設計分為軟硬件劃分,軟硬件協同仿真驗證和軟硬件綜合3個階段，如圖5-99所示。

軟硬件劃分是在系統層面上進行功能劃分，確定系統的部分功能模塊采用硬件實現，部分系統功能模塊采用軟件實現。在進行軟硬件功能劃分時，設計開發者既要考慮系統的開發時間,成本，又要考慮市場可提供的資源等諸多因素。在系統芯片開發設計過程中，軟硬件劃分難度較大,過程復雜，是整個系統芯片開發設計中的最重要環節。

軟硬件協同仿真驗證是對軟硬件功能設計的正確性及性能進行驗證和評估。傳統設計中，硬件和軟件通常是分開獨立開發設計的，到系統設計后期才將軟硬件兩部分集成到一起進行驗證。在協同設計中，硬件和軟件是交互設計的，在設計的每一個階段都可以進行系統的軟硬件驗證。仿真驗證的目的是在設計早期利用仿真驗證系統盡早發現設計中的問題，避免在系統設計后期進行修改，造成不必要的時間和成本浪費。

軟硬件綜合是將高層次的軟硬件描述轉化為軟硬件的低層次軟硬件實現。其主要任務是在系統設計約束下，研究利用系統提供的各種軟硬件資源，在滿足系統設計性能要求的基礎上，實現最終的軟硬件系統。

軟硬件協同設計方法學的研究始于20世紀90年代初期，隨后快速發展起來。目前，軟硬件協同設計方法被廣泛應用在系統芯片設計中。基于ARM公司的RVDS（Real View Development Suite）,Cypress公司的PSoC Creator IDE和Synopsys公司的Virtual Platform 可以提供完整的系統芯片軟硬件協同設計和驗證。

審核編輯 ：李倩