1.7 智能嵌入式系统开发流程

依据图1-3，智能嵌入式系统开发流程为4个步骤：系统建模、软硬件划分、软硬件设计、系统集成。

系统建模 ：使用建模工具对系统需求进行建模，包括有限状态机对离散控制系统的建模，Simulink对离散/连续混合系统的建模。使用Matlab工具或C++编程获得任务的软件时间性能，使用Vivado HLS工具产生任务硬件时间性能以及FPGA资源量，如LUT的个数。在建模基础上，使用仿真工具Modelsim、Simulink和Vivado对系统进行仿真，验证系统建模的合理性。

软硬件划分 ：依据系统任务指标对任务进行软硬件划分以及多核划分。可以分为三类：面向系统性能指标的基于线性规划的软硬件划分（多指标划分），依据任务间依赖关系的实时系统多核调度（多核划分）和基于任务间通信代价的多模块划分。在此基础上，综合建立微系统划分方法。

软硬件设计 ：使用C、C++、Python进行软件设计，使用FPGA（Verilog）进行硬件设计以及硬件IP核生成，以AXI接口、UART接口等进行软件与硬件的接口通信设计。

系统集成 ：将软硬件设计结果集成到ARM+FPGA的异构平台上，实现智能系统的嵌入式开发。本教材以基于卷积神经网络的交通标志智能识别系统为例，在Xilinx zynq-7000 AX7020的ARM+FPGA平台上进行识别系统的设计和开发，实验结果表明，硬件实现加速了识别，提高了时间性能。 /muO4iNUn2JILmQotwkl58ZCDPwJeycSrfawOnPbtz7IAv0qON3hKeCRH86UWcAH