ESL设计基本概念

电子系统级（ESL，Electronic System Level）设计方法和ESL工具相对来说是一种较新的方法学和工具。虽然这种方法学的提出和工具的开发在20世纪90年代已经开始，由于相关工具无法配合及市场需求较少，过去几年在EDA产业一直居于不太起眼的位置。随着90nm技术的出现，上亿门规模电路的开发及系统的复杂度的剧增，ESL设计逐渐受到重视。但真正能够执行设计流程所需的ESL工具，直到最近几年才开始陆续上市。

在传统的设计过程中，SoC设计侧重于硬件，嵌入式系统设计侧重软件，而板上系统则需要更多地要兼顾软件和硬件。随着SoC设计发展，硬件设计规模越来越复杂。与此同时，软件复杂度的增长却大大超过了硬件复杂度的增加。

设计嵌入式软件和硬件结构的相关工作量随工艺的缩小而急剧增加。

嵌入式软件开发工作量的增加，主要是由于能够实现消费产品之间兼容性和互操作性的无线及多媒体标准（或其中之一）越来越多。

JPEG、MPEG、3G、GSM/EDGE、IEEE 802.11/a/b/g WLAN、Bluetooth和UWB等标准，都是现代电子产业获得商业成功所必需的。而硬件实现（RTL设计、综合、物理设计等）工作量的增加则要少得多。

系统结构开发工作量的增加主要是由于SoC需要集成和优化越来越复杂的处理、存储资源及通信协议。因而，在功能和系统结构级进行的系统结构探索来帮助设计师找到设计的平衡点就变得更加重要。

这些工作量的增加必然导致产品开发周期的增长，包括软件开发、硬件设计和验证时间的增加。要满足复杂度增加带来的改变，需要设计方法和EDA工具能够在设计的早期提供软硬件协同的设计环境。

这就是ESL设计方法和ESL工具重新受到重视和开始成为主流的原因。

ESL设计基本概念

ESL设计指系统级的设计方法，是从算法建模演变而来。ESL设计已经演变为嵌入式系统软硬件设计、验证、调试的一种补充方法学。

这些嵌入式系统包括SoC、FPGA系统、板上系统、多板级系统。

ESL设计以抽象方式来描述SoC系统，给软硬件工程师提供一个虚拟的硬件原型平台，用以进行硬件系统结构的探索和软件程序的开发。

在ESL设计中，系统的描述和仿真速度较高，让设计工程师有充裕的时间分析设计内容。ESL设计不仅能应用在设计初期与系统架构规划阶段，亦能支持整个硬件与软件协同设计的流程。目前大多数的ESL工具包含以下功能：

• 系统级设计

• 软硬件协同设计

• 体系结构定义

• 功能建模

• 协同验证