電子系統(tǒng)級（ESL，Electronic System Level）設(shè)計方法和ESL工具相對來說是一種較新的方法學(xué)和工具。雖然這種方法學(xué)的提出和工具的開發(fā)在20世紀(jì)90年代已經(jīng)開始，由于相關(guān)工具無法配合及市場需求較少，過去幾年在EDA產(chǎn)業(yè)一直居于不太起眼的位置。隨著90nm技術(shù)的出現(xiàn)，上億門規(guī)模電路的開發(fā)及系統(tǒng)的復(fù)雜度的劇增，ESL設(shè)計逐漸受到重視。但真正能夠執(zhí)行設(shè)計流程所需的ESL工具，直到最近幾年才開始陸續(xù)上市。

在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，SoC設(shè)計側(cè)重于硬件，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計側(cè)重軟件，而板上系統(tǒng)則需要更多地要兼顧軟件和硬件。隨著SoC設(shè)計發(fā)展，硬件設(shè)計規(guī)模越來越復(fù)雜。與此同時，軟件復(fù)雜度的增長卻大大超過了硬件復(fù)雜度的增加。

設(shè)計嵌入式軟件和硬件結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作量隨工藝的縮小而急劇增加。

嵌入式軟件開發(fā)工作量的增加，主要是由于能夠?qū)崿F(xiàn)消費(fèi)產(chǎn)品之間兼容性和互操作性的無線及多媒體標(biāo)準(zhǔn)（或其中之一）越來越多。

JPEG、MPEG、3G、GSM/EDGE、IEEE 802.11/a/b/g WLAN、Bluetooth和UWB等標(biāo)準(zhǔn)，都是現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)獲得商業(yè)成功所必需的。而硬件實(shí)現(xiàn)（RTL設(shè)計、綜合、物理設(shè)計等）工作量的增加則要少得多。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開發(fā)工作量的增加主要是由于SoC需要集成和優(yōu)化越來越復(fù)雜的處理、存儲資源及通信協(xié)議。因而，在功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)級進(jìn)行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)探索來幫助設(shè)計師找到設(shè)計的平衡點(diǎn)就變得更加重要。

這些工作量的增加必然導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)周期的增長，包括軟件開發(fā)、硬件設(shè)計和驗(yàn)證時間的增加。要滿足復(fù)雜度增加帶來的改變，需要設(shè)計方法和EDA工具能夠在設(shè)計的早期提供軟硬件協(xié)同的設(shè)計環(huán)境。

這就是ESL設(shè)計方法和ESL工具重新受到重視和開始成為主流的原因。

ESL設(shè)計基本概念

ESL設(shè)計指系統(tǒng)級的設(shè)計方法，是從算法建模演變而來。ESL設(shè)計已經(jīng)演變?yōu)?a target="_blank">嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計、驗(yàn)證、調(diào)試的一種補(bǔ)充方法學(xué)。

這些嵌入式系統(tǒng)包括SoC、FPGA系統(tǒng)、板上系統(tǒng)、多板級系統(tǒng)。

ESL設(shè)計以抽象方式來描述SoC系統(tǒng)，給軟硬件工程師提供一個虛擬的硬件原型平臺，用以進(jìn)行硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的探索和軟件程序的開發(fā)。

在ESL設(shè)計中，系統(tǒng)的描述和仿真速度較高，讓設(shè)計工程師有充裕的時間分析設(shè)計內(nèi)容。ESL設(shè)計不僅能應(yīng)用在設(shè)計初期與系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃階段，亦能支持整個硬件與軟件協(xié)同設(shè)計的流程。目前大多數(shù)的ESL工具包含以下功能：

? 系統(tǒng)級設(shè)計

? 軟硬件協(xié)同設(shè)計

? 體系結(jié)構(gòu)定義

? 功能建模

? 協(xié)同驗(yàn)證