在下一代嵌入式系统设计中采用平行测试测略

嵌入式设计正面临一种有趣的两难抉择：系统更加复杂，但时间日益紧迫，且对质量的要求更高。今天的嵌入式装置拥有较过去更丰富的功能，由FPGA、微处理器、相机与运动传感器构成的系统，可控制从自主乐高机器人到CERN的大型强子碰撞器等装置。这些设备往往受到安全监控并具备大量软件，传统的黑盒测试不太有效，这一度在嵌入式设计中形成了可怕的验证与测试瓶颈。

传统测试方法显然无法满足需求，工程师与嵌入式开发人员没有时间进行手动测量，也无法冒着可能在最终制造过程才发现关键缺陷的风险。同时，亚洲市场也带来了独特挑战，如必须整合全球各地的开发周期，以及激烈的成本压力。因此，嵌入式设计师需要创新的工具、技术和方法学。若没有新工具，嵌入式设计师就必须成为测试专家。

好消息是，许多技术可协助此一过程。从新的数据总线、多核心处理器到同步执行软件，都带给嵌入式设计师新的希望。开发人员现在可透过平行处理与平行测量实现更快的测试。向多核心处理器的转移可消除由传统循序式单核心测试平台造成的时间约束。这让拥有合适工具的工程师与科学家能以平行方式处理并分析数据。本质上，像NI LabVIEW这类平行软件语言能让执行在多核心系统上的应用大幅提升效能，且几乎不必更改程序代码。

如果工程师能采用平行处理，他们还会要求更有效率的测量。平行测试需要系统的每个子组件，而非仅需要处理组件，以支持平行模式。最通用的数据传输总线如PCI、USB、LAN、GPIB等都无法支持真实的平行数据传输模式，因为总线上的组件会共享频宽。随着任务数量的增加，分配给每个任务的可用频宽正在减少。工程师可透过选择能支持专用频宽的数据总线如PCI Express来消弭此一瓶颈。

尽管PCI Express开发了许多应用程序，以便在主机端采用软件处理，但最新的高速数字电子软件也许仍需常驻在其本身的硬件内以实现实时响应。FPGA可提供最佳化解决方案，因为它们运用软件定义了硬件能力，因此能以硬件速度做出响应。举例来说，LabVIEW可针对板上FPGA应用，并合成了直接来自图形化软件的所需硬件。

未来的嵌入式设计正朝更高效率的方向发展，许多开发商将运用整合式系统设计平台实现其设计与测试。图形化系统设计可提供商用化的现成软硬件平台，让开发商使用同样直观的软件进行设计与测试，并运用灵活的硬件平台来验证设计、原型并进行测试。