Представлена HLD-методология проектирования встраиваемых систем, созданная и развиваемая специалистами Университета ИТМО и научно-производственной фирмы «ЛМТ». Актуальность темы обусловлена постоянным ростом архитектурной сложности реконфигурируемых встраиваемых вычислительных систем, повышением значимости вопросов системного проектирования. Показано применение HLD-методологии в ряде прикладных проектов. Ее использование повысило качество архитектурного и микроархитектурного проектирования. В основу методологии положены: система архитектурных абстракций; процесс проектирования архитектурной модели вычислительной системы, независимой от аппаратно-программной реализации; аспектная модель процесса проектирования вычислительной системы; модель актуализации вычислительного процесса на основе понятия унифицированного транслятора. Практическое применение предложенной HLD-методологии решает важные задачи проектирования. Обоснованно распределяются компоненты вычислительного процесса по различным фазам жизненного цикла системы (проектирования, исполнения), обеспечивается расширение пространства поиска проектных решений. Осуществляется синтез архитектуры на основе обобщающего взгляда на механизмы конфигурирования и программирования на базе модели актуализации вычислительного процесса. Обеспечивается возможность позднего закрепления конкретного способа реализации архитектурных решений. Применяются вертикальные архитектурные нотации. Гибко изменяются свойства встраиваемой системы посредством конфигурирования в рамках выбранного подмножества проектных аспектов. Это позволяет управлять затратами ресурсов на различных фазах ее жизненного цикла (разработки, производства, использования, поддержки). Предлагаемая HLD-методология проектирования рассматривает реконфигурируемую встраиваемую систему прежде всего через призму организации ее целевого вычислительного процесса на фазах проектирования, конфигурирования, исполнения в едином ключе. Разработчикам предоставлена возможность поиска эффективного распределения элементов вычислительного процесса по различным фазам. Методология включает в себя группы абстракций для работы с компонентами вычислительной системы и вычислительной системой в целом, с процессом проектирования встраиваемой системы и метриками архитектурных решений. В работе приведены основные положения предлагаемой авторами HLD-методологии. Демонстрируется ряд реконфигурируемых встраиваемых систем, разработанных с использованием элементов HLD-методологии.

The paper deals with HLD-methodology for embedded systems design (High Level Design Methodology for Embedded Systems), created and developed by specialists of ITMO University and "LMT" Research and Production Company. The currency of this topic is caused by constant growth of architectural complexity of reconfigurable embedded computing systems, by the importance increase of system design issues. Application of HLD-methodology in a number of applied projects is shown. Its usage has raised architectural and micro-architectural design quality. The methodology is based on: architectural abstractions system; architectural model design process of the computing system independent of hardware-software realization; aspect model of the computing system design process; actualization model of computational process on the basis of unified translator concept. Practical application of the proposed HLD-methodology solves important design problems. Computational process components are distributed reasonably on various phases of system life cycle (design, execution). Space expansion of design decisions search is provided. Architecture synthesis is implemented on the basis of a generalizing view at configuration and programming mechanisms based on computational process actualization model. Possibility of late fixing for concrete way of architectural decisions realization is provided. Vertical architectural notations are applied. Embedded system properties are flexibly changed by means of configuration within the framework of the chosen design aspects subset. It gives the possibility to control resources expenses for various phases of system life cycle (design, manufacture, usage, support). The proposed design HLD-methodology considers reconfigurable embedded system, first of all, through the prism of its target computational process organization at the design, configuration and execution phases in a unified key. Developers have got possibility for effective distribution search of computational process elements on various phases. The methodology includes groups of abstractions for work with the computing system components and the computing system on the whole, with embedded system design process and architectural decisions metrics. Basic propositions of HLD-methodology suggested by the authors are given. A number of reconfigurable embedded systems developed with the usage of HLD-methodology elements is represented.