模擬(Simulation)，這是一個(gè)歷史悠久的技術(shù)概念，但在當(dāng)今越來(lái)越充滿不確定性、越來(lái)越復(fù)雜的世界里顯現(xiàn)出越來(lái)越高的價(jià)值，卻會(huì)成為一種新的競(jìng)爭(zhēng)力。

古今中外，在世界范圍內(nèi)，不論是科技、市場(chǎng)還是政治，若論競(jìng)爭(zhēng)激烈的程度，能夠超過(guò)美國(guó)總統(tǒng)大選這樣的角逐，恐怕不太多。奧巴馬目前這一任總統(tǒng)大選獲勝之后，美國(guó)《時(shí)代》雜志專門報(bào)道了在他身后的一群“數(shù)字軍團(tuán)(Data Crunchers)”。

美國(guó)總統(tǒng)競(jìng)選中的數(shù)字戰(zhàn)爭(zhēng)

在奧巴馬的競(jìng)選活動(dòng)中，這一群“數(shù)字軍團(tuán)”專門搜集、歸檔和分析大量的數(shù)據(jù)，用來(lái)提出競(jìng)選活動(dòng)的策劃案，并通過(guò)大量的計(jì)算機(jī)模擬來(lái)對(duì)活動(dòng)方案進(jìn)行調(diào)整，最終才付諸實(shí)施。

為了預(yù)測(cè)每一天競(jìng)選活動(dòng)的效果如何，奧巴馬的“數(shù)字軍團(tuán)”每天晚上都要在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行66000次模擬。他們?cè)谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中創(chuàng)造了數(shù)百個(gè)模型(虛擬競(jìng)選人)，每天都在調(diào)整這些虛擬競(jìng)選人的行為和效果，檢測(cè)他們采取何種行動(dòng)才會(huì)更快更有保障地走向勝選之路。每天早晨，奧巴馬的競(jìng)選顧問(wèn)都會(huì)根據(jù)前一晚的模擬結(jié)果來(lái)安排他的當(dāng)日行程。

那場(chǎng)競(jìng)選活動(dòng)雖然結(jié)束了，但是我們這些關(guān)心科技與生活的人，卻可以從其中發(fā)現(xiàn)一些有趣的數(shù)字，讓我們的生活更加精準(zhǔn)、放心，因?yàn)榫珳?zhǔn)的數(shù)字代表著預(yù)見力、競(jìng)爭(zhēng)力、幸福力。

以模擬獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

可見，模擬這種技術(shù)可以構(gòu)成一種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這個(gè)原理在嵌入式軟件開發(fā)中同樣適用。新技術(shù)、新工具帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力，但是面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越高的環(huán)境，人們自然會(huì)想到——先在小范圍內(nèi)試試看。這樣，我們可以在后果沒那么嚴(yán)重的環(huán)境中預(yù)先發(fā)現(xiàn)那些隱藏的錯(cuò)誤，從而讓OEM廠商遠(yuǎn)離那些致命的死亡之吻。

風(fēng)河公司工具以及產(chǎn)品壽命周期解決方案副總裁Michel Genard說(shuō)，“風(fēng)河公司快速高效地進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的功能模擬(Functional System Level Simulation)，這是實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理、提升生產(chǎn)效率和加速產(chǎn)品升級(jí)周期的***途徑。我們常常都會(huì)收到客戶的反饋意見，說(shuō)模擬作業(yè)已經(jīng)成為他們產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。在適當(dāng)層次上對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行抽象分析，例如設(shè)想系統(tǒng)應(yīng)該做出怎樣的行為表現(xiàn)，然后快速地進(jìn)行模擬觀察它是否真的符合預(yù)期，這就為設(shè)備開發(fā)團(tuán)隊(duì)打開了一個(gè)全新的世界，讓他們想象出各種各樣的應(yīng)用情景，把各種想象中的產(chǎn)品放入這些情景之中進(jìn)行驗(yàn)證，從而以最快的速度找到***的產(chǎn)品方案，并且對(duì)這些如同科學(xué)幻想中才能看到的功能進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。這樣一來(lái)，產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程當(dāng)然會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于行業(yè)中的其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。”

在過(guò)去的幾十年里，市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)的基本規(guī)律并沒有發(fā)生根本的改變，產(chǎn)品上市速度、質(zhì)量和安全可靠性依然是企業(yè)最關(guān)心的問(wèn)題。真正發(fā)生改變的是，在上述問(wèn)題上如果發(fā)生錯(cuò)誤，企業(yè)所付出的代價(jià)更高了!企業(yè)需要做出調(diào)整以便滿足客戶的期待，采取行動(dòng)的節(jié)奏不得不加快了!

特別是近年來(lái)電子系統(tǒng)的復(fù)雜度快速提升，其中軟件開發(fā)成本和獲利能力所占比例也大幅增加，而且常常包含好幾種處理器、多種操作系統(tǒng)和多核處理器。同時(shí)，這些產(chǎn)品常常又是更大系統(tǒng)中的子系統(tǒng)。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)互連和復(fù)雜度的增加，傳統(tǒng)的嵌入式軟件開發(fā)工具在設(shè)計(jì)、調(diào)試、集成、測(cè)試和維護(hù)等環(huán)節(jié)的效率越來(lái)越差，亟待獲得滿足物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境需求的新工具，以確保產(chǎn)品的上市時(shí)間、制造成本以及產(chǎn)品質(zhì)量。

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的智能化、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)和產(chǎn)品而言，風(fēng)河公司的模擬解決方案Wind River Simics正式為了滿足企業(yè)這種需求而推出的，它讓企業(yè)可以快速對(duì)其產(chǎn)品與系統(tǒng)進(jìn)行模擬，快速發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，排除問(wèn)題，從而獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

全系統(tǒng)模擬技術(shù)讓虛擬服務(wù)于現(xiàn)實(shí)

當(dāng)我們說(shuō)起功能模擬，常常都是有些事情我們很難甚至根本無(wú)法在現(xiàn)實(shí)世界中去做的事情。例如，軟件運(yùn)行在實(shí)際的電路板里面，你是無(wú)法看到處理器和存儲(chǔ)器里面的數(shù)據(jù)。如果是同時(shí)交叉開發(fā)多個(gè)系統(tǒng)，情況就更加復(fù)雜了。通過(guò)采用模擬技術(shù)，你會(huì)進(jìn)入一個(gè)科學(xué)幻想的世界，你可以進(jìn)行“時(shí)間漫游”，在時(shí)間長(zhǎng)廊中來(lái)回穿梭，不僅可以前后觀察程序指令的執(zhí)行結(jié)果，而且可以設(shè)定和修改特定的數(shù)據(jù)參數(shù)。

如果你要進(jìn)入模擬技術(shù)所創(chuàng)造的這個(gè)虛擬世界，必須擁有硬件系統(tǒng)的軟件模型(這是一個(gè)虛擬平臺(tái))。然而，這個(gè)虛擬平臺(tái)并不是隨時(shí)就有。許多開發(fā)者因此而徘徊在誘人的模擬世界之外，眼睜睜看著別人的嵌入式軟件開發(fā)進(jìn)程一日千里。為了幫助更多的嵌入式軟件開發(fā)者早日走進(jìn)模擬技術(shù)造就的虛擬世界，風(fēng)河公司不斷更新其模擬系統(tǒng)產(chǎn)品 Wind River Simics，降低大家進(jìn)入模擬世界的門檻。

作為一種全系統(tǒng)模擬，Wind River Simics可以模擬任何目標(biāo)硬件系統(tǒng)，如單處理器母板、多核系統(tǒng)或者具備數(shù)百塊板以及不同架構(gòu)的整個(gè)系統(tǒng)。無(wú)需修改目標(biāo)軟件的二進(jìn)制文件，即可像在實(shí)際物理硬件上一樣運(yùn)行。

在這個(gè)可共享的虛擬平臺(tái)上，應(yīng)用軟件開發(fā)人員擁有了***的調(diào)試能力、即時(shí)的測(cè)試與集成能力。同時(shí)，Simics也為開發(fā)人員之間的協(xié)同提供了一種方便的機(jī)制。因?yàn)樗麄兛梢酝瑫r(shí)看到目標(biāo)硬件在運(yùn)行軟件時(shí)的表現(xiàn)，又可以各自進(jìn)行自己的開發(fā)與測(cè)試，而且許多測(cè)試工作可以自動(dòng)化地進(jìn)行。這樣一來(lái)，許多原本必須互相等待的工作可以同時(shí)進(jìn)行了，從而使得這個(gè)項(xiàng)目的工期大幅度提前。

軟件開發(fā)者可以用Simics來(lái)模擬目標(biāo)硬件中發(fā)生的任何事情。這個(gè)目標(biāo)硬件的規(guī)?？梢孕〉揭粋€(gè)單一處理器，大到一個(gè)龐大、復(fù)雜并且由網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來(lái)的電子系統(tǒng)。這個(gè)由軟件模擬出來(lái)的系統(tǒng)可以像真實(shí)的硬件一樣，讓完全真實(shí)的軟件運(yùn)行在其中，包括系統(tǒng)引導(dǎo)、BiOS、固件(Firmware)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)、板級(jí)支持包(BSP)、中間件(Middleware)和應(yīng)用軟件(Application) 。不僅如此，這個(gè)模擬環(huán)境還可以像X光機(jī)那樣為開發(fā)人員呈現(xiàn)軟件運(yùn)行的內(nèi)部細(xì)節(jié)，像時(shí)光隧道那樣讓軟件向前或者向后運(yùn)行。

在硬件上市之前就開始軟件開發(fā)

阻礙嵌入式軟件開發(fā)工程進(jìn)度的一大障礙就是，目標(biāo)硬件尚未提交給軟件團(tuán)隊(duì)，甚至還未形成最終產(chǎn)品。在這種情況下，Wind River Simics已經(jīng)可以用軟件來(lái)模擬這個(gè)未來(lái)才會(huì)出現(xiàn)的硬件系統(tǒng)，而且可以模擬其多種可能的版本、配置。更有意思的是，這個(gè)模擬出來(lái)的硬件環(huán)境只是一些軟件，可以無(wú)限制地復(fù)制，提供給許多軟件開發(fā)人員使用。

這樣一來(lái)，軟件開發(fā)人員就可以在尚未拿到真是硬件的情況下提早開始軟件開發(fā)工程，而且可以在多種不同的配置中進(jìn)行。特別是對(duì)于軟件測(cè)試人員來(lái)說(shuō)，在模擬出來(lái)的多種不同配置的硬件環(huán)境中對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行測(cè)試，這對(duì)確保軟件的兼容性具有特別的價(jià)值。

在產(chǎn)品上市之后還能支持售后維護(hù)

電子產(chǎn)品的完整生命周期從設(shè)計(jì)開始，接著就是開發(fā)、集成與測(cè)試、交付上市以及售后服務(wù)與維護(hù)。Wind River Simics可以覆蓋整個(gè)產(chǎn)品生命周期提供支持。

在設(shè)計(jì)階段，可以幫助電子產(chǎn)品提供商探索系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各種選項(xiàng)，例如哪些功能用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，哪些功能用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，軟硬件的接口應(yīng)該是怎樣。在實(shí)際投產(chǎn)芯片之前，以軟件模擬的方式嘗試各種可能的方案及其結(jié)果，從中選出***的方案，從而可以避免芯片設(shè)計(jì)投產(chǎn)上的不當(dāng)選擇，節(jié)省大量的成本。

在軟件開發(fā)階段，即便是實(shí)際的硬件還沒有交付給軟件團(tuán)隊(duì)，他們也可以利用Wind River Simics模擬的硬件來(lái)進(jìn)行軟件編程、調(diào)試和測(cè)試，從***層的設(shè)備驅(qū)動(dòng)、BSP到操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件無(wú)一例外。這樣一來(lái)，軟件和硬件的開發(fā)就是齊頭并進(jìn)的。而且，各種先進(jìn)的調(diào)試方法，例如反向調(diào)試、設(shè)置測(cè)試點(diǎn)和觀察點(diǎn)等。

當(dāng)整個(gè)軟件開發(fā)完成之后，進(jìn)入系統(tǒng)集成與測(cè)試階段。軟件既可以運(yùn)行在由Wind River Simics模擬的硬件環(huán)境中，也可以運(yùn)行在逐漸就緒的實(shí)際硬件環(huán)境中，讓全系統(tǒng)的集成與測(cè)試工作無(wú)縫接軌，順暢地開展起來(lái)。此時(shí)，Wind River Simics為故障注入、程序轉(zhuǎn)折點(diǎn)測(cè)試等先進(jìn)的方法提供了便利的支持。Simics的腳本功能可以提供各種測(cè)試配置，幫助產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行自動(dòng)化的并行測(cè)試。

在產(chǎn)品上市交付用戶的時(shí)候，軟件團(tuán)隊(duì)還可以借助于Wind River Simics所模擬的產(chǎn)品與其他合作伙伴和用戶一起分享和探討產(chǎn)品的實(shí)際使用情況，呈現(xiàn)各種不同參數(shù)情況下產(chǎn)品的表現(xiàn)，幫助用戶決定他應(yīng)該如何選擇所適用的產(chǎn)品配置。

在產(chǎn)品交付用戶使用之后，Wind River Simics可以幫助用戶設(shè)立虛擬的維修實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)設(shè)備使用出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以用來(lái)模擬和觀察故障現(xiàn)象，直觀、方便、快速地找到故障原因。

快速進(jìn)入模擬的世界

在過(guò)去的一年里，風(fēng)河特別為Simics的***版本中推出了"快速啟動(dòng)平臺(tái)( Quick Start Platform)，使嵌入式開發(fā)人員在軟件開發(fā)、調(diào)試以及測(cè)試過(guò)程中迅速受益于全系統(tǒng)模擬能力。這個(gè)平臺(tái)提供了一個(gè)綜合虛擬環(huán)境，再加上各種架構(gòu)的指令集模擬， 還配備了適用于VxWorks® 和Linux的板級(jí)支持包(BSPs)，這就為開發(fā)人員提供了一個(gè)方便易用的開發(fā)平臺(tái)。特別是對(duì)那些開發(fā)與目標(biāo)系統(tǒng)硬件特性無(wú)關(guān)的用戶級(jí)應(yīng)用軟件的開發(fā)人員更是尤其適用。

這種技術(shù)可大幅節(jié)省總體擁有成本和開發(fā)時(shí)間。對(duì)于越是復(fù)雜的系統(tǒng)，其效果就越是顯著。

使用Wind River Simics，開發(fā)人員可以立即受益于逆向執(zhí)行以及檢驗(yàn)指示等功能。對(duì)于復(fù)雜軟件的開發(fā)和調(diào)試而言，可重復(fù)性以及可逆性非常重要，而且這也正是物理硬件所不具備的功能?，F(xiàn)場(chǎng)備份可以準(zhǔn)確反映整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。軟件測(cè)試人員可以選擇一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)備份并發(fā)送給其它人，提醒開發(fā)人員注意軟件錯(cuò)誤，從而使其可以根據(jù)測(cè)試人員的視角精確恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行。

模擬歷來(lái)就是一種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，讓你在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手無(wú)法企及的時(shí)空里奪得先機(jī)。帶有QSP(Quick Start Platform,快速啟動(dòng)平臺(tái))的新版Wind River Simics就是一個(gè)與時(shí)俱進(jìn)的模擬平臺(tái)，不僅可以幫助電子產(chǎn)品提供商顯著降低產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、開發(fā)、上市及售后服務(wù)整個(gè)生命周期里的成本，而且可以從根本上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程創(chuàng)新，從而以先進(jìn)的模擬技術(shù)獲得獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)力。