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概述
在许多领域中广泛应用的嵌入式计算系统(简称为嵌入式系统)，是在更大的电子器件中嵌入的重复完成特定功能的计算系统，它经常不被器件的使用者所识别，但在各种常用的电子器件中能够找到这些嵌入式系统。例如，消费类电子产品中的手机、寻呼机、数字相机、摄像机、录像机、个人数字助理等，家用电器中的微波炉、洗衣机、烤箱、门禁系统、照明系统等，商用装置中的卡片读入器、扫描仪、打印机等。这些嵌入式系统具有几个共同的特性：
1．单一的功能：一个嵌入式系统通常重复地执行一个特定的程序，除非嵌入式系统的程序被新的版本更新，或者由于尺寸的限制几个程序在一个系统中被调进或调出，但即使这些例外也表示系统具有特定的功能。
2．严紧的限制：所有的计算系统在设计时都有许多约束的要求，但是对嵌入式系统的约束特别严紧，诸如成本、尺寸、性能和功耗等设计的限制条件可以评定系统实现的特性，而嵌入式系统还有特别高的设计技术要求。
3．实时的反应：许多嵌入式系统必须连续地对系统环境的变化做出反应，并且无延误地实时计算出确定的结果。
4．软硬件共存：一般嵌入式系统由嵌入式处理器、系统的外围硬件设备、嵌入式操作系统和系统应用软件等四部分组成，是一个以微处理器为核心的数字系统，涉及到硬件和软件两方面的技术，嵌入式系统的微处理器可以是通用处理器或微处理器、单片机或DSP的专用处理器、单用途处理器等。
由于设计的度量标准是对嵌入式系统实现可测量的特性，嵌入式系统的设计必须构造全部预期功能的实现，但面临的挑战是同时对大量设计的度量标准进行优化。
除去不可回收的工程（NRE）成本外，对设计系统的要求还包括单元成本、尺寸、性能、功耗、灵活性、样机时间、上市时间、可维护性、故障率和安全性等。
FPGA实现嵌入式系统的优势
从系统对上市时间的要求、可编程的特性以及集成度等方面考虑，以可编程门阵列（FPGA）来实现可配置的嵌入式系统已越来越广泛。图1表示FPGA实现嵌入式系统的市场预测，估计从2002年的23亿美元，将增长到2008年的63亿美元。
图1 FPGA实现嵌入式系统的市场预测
采用90纳米工艺生产FPGA器件之后，FPGA器件进一步降低成本，减少功耗和提高性能，低成本使FPGA成为中小批量生产的应用器件，应用范围从早期的军事、通信系统等扩展到低成本消费电子类等产品。目前在实现嵌入式系统的各个领域得到广泛的应用，并进一步带来设计方法的变化。表1列出主要的FPGA产品在成本、功耗和性能上的改进。
表1：主要FPGA成本、功耗、性能介绍
基于模型的设计方法
当今许多高集成度的嵌入硬件和软件系统具有灵活的信号处理和通信。这些系统中硅密度和算法复杂性有惊人的增长，引起设计和校验成本的上升。
嵌入系统的市场预测发现，大于50%的嵌入系统项目不能按时完成，1/3的项目仅达到50%的性能而失败。图2给出在设计各阶段检测缺陷的典型模式。
图2 设计各阶段检测缺陷典型模式
即使采用新的校验技术或在传统设计工具和流程中扩展语言也不足以改善开发进程，这些增量的改进不能消除传统流程的问题：如模糊的基于文本的技术要求，人工的实现和后期的测试，这些问题都会产生扩充的错误并危及产品的交货时间。
与传统设计流程对比，采用Simulink的基于模块的设计技术在开发时间、成本和风险等方面有惊人的改善。在应用实时信号处理、通信和控制逻辑的航天、汽车、通讯和半导体工业已经有大量文献资料证明这些好处和优点。
基于模型的设计技术由以下四部分组成：
来自模型的可执行技术条件
由Simulink模块