我們正身處一個由軟件定義、以軟件為先的時代。決勝軟件，才能決勝于數字時代。

在過去十年里，軟件在各類產品與應用中的使用都呈指數級增長，且增長至今沒有放緩的跡象。無論手機、電視、智能家電，還是日常用品，幾乎所有應用場景都在依賴軟件來為人們提供日常所需的各項功能。

在汽車應用領域也是如此，現代汽車包含多達1.5億行代碼，汽車軟件市場的預期年增長率超過15%，并有望在2030年達到一千億美元的體量。

基于此，開發者們對軟件質量、性能和安全要求也就越來越高。虛擬原型技術現已逐漸取代物理原型技術，成為幫助開發者們應對軟件挑戰的重要工具。

物理原型：革舊鼎新

在虛擬原型工具問世以前，嵌入式軟件開發者必須等待芯片設計完成，才能在實驗室系統的物理原型設備上集成和測試代碼。這種傳統的原型驗證方法嚴重拖慢了產品上市進度，因為開發者們必須等到物理原型完成后，再來加班加點地對代碼進行檢查和調試。

除上市時間(TTM)較長外，物理原型技術還會產生高昂的成本，并且嚴重缺乏便捷性。此外，物理原型系統必須進行持續維護與管理，因此開發者們往往需要輪班工作，從而最大限度地利用硬件。高度網絡化系統的出現在一定程度上緩解了這一問題，這類系統能讓開發者在辦公室而非實驗室中工作，但成本依舊居高不下。

如今，處理器已不再僅僅是系統的一個組件，而是一個完全基于片上系統(SoC)的獨立設備。這也是原型開發的一個轉折點。定制芯片的設計和生產往往需要數月的時間，而物理原型必須等到芯片完工才能進行。項目耗時長、成本高，這就導致物理原型必將被淘汰。

虛擬原型因此誕生。

利用虛擬原型工具進行流片前測試與調試

對于嵌入式程序開發者來說，若想縮短TTM并降低成本，擁有一個能夠開發、集成、測試并調試代碼的流片前測試平臺至關重要。虛擬原型由SoC的抽象軟件仿真模型與硬件系統組成，開發者可以用等效的軟件模型代替硬件，從而更早地進行軟件開發。

本質上，虛擬原型是能夠執行嵌入式軟件代碼的完整系統的全功能軟件模型。虛擬原型包含快速指令集，可執行與最終產品系統中相同的代碼，具有諸多好處：

能夠同時與虛擬和現實世界的輸入/輸出(I/O)設備交互。

能夠引入可能導致系統硬件損害的虛擬故障，為異常情況提供更好的測試環境。

能夠盡早發現設計與嵌入代碼不一致的地方，降低芯片故障率。

能夠在彼此分散的軟件團隊之間進行部署，免去構建和維護物理原型的相關成本。

此外，虛擬原型的最大好處之一，是能夠大大縮短TTM。由于虛擬原型不需要大量實施細節，它可以與SoC的RTL級硬件設計并行開發，將項目進度左移。

持續集成，持續部署

軟件開發的模式也在穩步發展。在日常應用的軟件內容規模的驅動下，為滿足產品性能要求，持續集成(CI)已成為軟件開發團隊的必備要素。所謂CI，是指軟件開發人員將代碼更改合并到共享的主線代碼庫或主存儲庫上。這個動作通常每天都會進行多次，以便測試代碼性能。

按照傳統做法，開發運營團隊必須在指定檢查點合并所有代碼更改，屆時，代碼各個部分可能會嚴重偏離，從而影響集成過程，并給調試與修復問題帶來挑戰。CI則與此相反，它能讓團隊更早地發現并修復不兼容問題，此時解決問題更加容易，成本也更低。

CI需要一套穩健、高度自動化的構建和測試周期方可正常工作。這套系統需要對提交的更改進行快速驗證，在最新軟件棧的上下文中進行測試，確保不破壞現有功能。它還需要為軟件開發者提供諸如代碼覆蓋率、質量和有效性等關鍵領域的快速反饋。

此外，CI還常常與持續部署(CD)結合在一起。所謂CD，是指將所有成功通過各項自動化測試的代碼構建部署到生產中。通過對CI的實踐，CD能夠進一步將代碼發布過程自動化，一旦新代碼被合并到主存儲庫，并通過了所有自動化測試，就能以流線化過程推向生產。

虛擬原型，價值幾何

SoC設計團隊若在CI/CD設置中使用虛擬原型，便可將構建及時分配給各個開發者和系統，從而提高生產力。虛擬原型若與容器化技術相結合，還有助于建立高效的CI/CD管道，助力對硬件和軟件活動進行深入分析，運行自動化回歸測試，同時繼續發揮其作為交互開發平臺的功能。

新思科技虛擬原型系列解決方案可提供一系列工具與服務，幫助實現早期軟件開發，為項目成功保駕護航。這一系列解決方案包括經過預驗證的虛擬化開發工具包(VDK)，內含針對具體設計的虛擬原型，適合各類軟件開發。新思科技VDK還包含功能強大的調試與分析工具，并且不依賴于RTL設計，這意味著最早可在硬件可用前12個月即可進行軟件開發。

新思科技VDK可輕松實現與現有CI/CD設置的集成。無論是“一次構建，隨處運行”的可執行軟件包、檢查點和恢復功能，還是有助于進行回歸測試和部署的容器化技術，VDK所涵蓋的大量功能可為嵌入式軟件開發提供更精簡、更高效的管道。此外，新思科技VDK還可與GitLab和Jenkins開發運營平臺、Docker容器、Kubernetes容器編排系統等業內軟件開發與測試技術進行無縫集成。