市場中很多憑借絕妙創意而大獲成功的電子産(chǎn)品或設備(bèi)。獨特創意的核心是最終能夠使一款設備(bèi)從其他設備(bèi)中脫穎而出、在某種情況下甚至可定義一種全新的産(chǎn)品類型。

當然，在市場中定義産(chǎn)品獨特性的因素還有很多，例如低成本、率先上市或者更優異的性能等。但是，随著(zhe)同類設計方案迎頭趕上，這種獨特性很快就會消失殆盡。僅靠日後逐步改進表現得更出色的小器件，無論當下可提供何種優勢，也會很快被其它改進得更好的同類競争産(chǎn)品所超越。

真正成功的訣竅是搶先開發出獨特的器件創意與概念，並将其轉變成可爲用戶實現理想體驗的功能器件。爲實現這一目的，我們需要站在用戶的角度上設身處地地探究一款全新産品是如何實現互動性與功能性的。

毫無疑問，在著(zhe)手進行産(chǎn)品原型設計之前我們需要開發出創意原型。

抓住靈感

這樣，您可獲得一個絕妙的創意。在進行創造性電子産品設計時，您的頭腦中出現瞭(le)一個概念：這個概念有可能突破現有産品的局限性並(bìng)勾畫出其應用方式，從而重新定義某一市場領域。

身爲設計師的您或您的團隊在長期的磨砺中掌握瞭将上述創意轉變爲現實的技能，按照正常流程，接下來就得著手開發支持設計規範中所定義的概念的硬件與軟件（通常是照此順序）。但這樣一來，當您開始創建硬件原型時，還沒有從用戶角度充實自己的創意。

爲瞭(le)真正探索與發掘用戶對您的最新概念的體驗，第一步是要改變(biàn)您對設計中工程細節過度關注的習慣。

因此，先不要考慮可使您的設計實現預期正常功能所需要的處理器、外設以及軟件程序。相反，您應該将注意力集中到廣泛的用戶體驗上來完成原型設計，這樣您便可以探索可行選項，獲得他人的反饋意見，並(bìng)瞭(le)解其如何與外界互動。您需要驗證自己的創意是否現實可行。

共感機制

假設您所構思的器件具有一系列連接用戶及外部系統的常見 I/O 外設， 包括一個 LCD 屏幕（可能是一個觸(chù)摸屏）、數個控制與按鈕、幾個 LED 指示燈(dēng)以及一些 I/O 連接等。

爲瞭(le)測試和探索這些 I/O 器件如何将您的創意傳達給用戶，您需要創建基本的功能性智能來驅動這些器件。此時的正常步驟是開發實現上述目的所需要的軟件與硬件，然後再根據不同用戶界面行爲不斷調整與改變(biàn)相關結構。

  過，您很快就會返回到硬件邏輯、外設驅動器以及軟件程序的詳細設計層(céng)面。您對用戶體驗進行全面、高度關注會喪失殆盡，於(yú)是再次回到産品原型設計的老路，而靈光乍現的創意已經鳥無影蹤。

在某種程度上，FPGA 可解決上述難題。借助 FPGA，每次重要設計疊代不再需要創建全新的物理硬件，因而可以提供一條更加輕松地探索設計選項和替代方案的可行之路。隻需改變嵌入式硬件設計，然後以真正燒錄與學習 (burn & learn) 的方式将修改過的版本加載到 FPGA 即可。但是採(cǎi)用傳統 HDL 輸入方法修改設計會使您再次陷入扼殺創意而過分關注細枝末節的艱澀編(biān)碼環境中。

圖 2：FPGA 主機平台數字 I/O 儀器。

不過，還有另一個方法。對於(yú)這種探索性設計，此前未曾使用過的一種方法是採用 FPGA 嵌入式虛拟測試儀器，例如由 DelphiScript 等高級腳本語言驅動的多位寬 I/O 儀器塊。這些智能 IP 爲創建、控制以及調節設計中用戶互動提供瞭(le)一種潛在的便捷方法。

智能儀器

圖 3：NanoBoard 3000：智能、互連與多功能。

虛拟儀器建立在預配置軟硬件 IP 塊的基礎(chǔ)之上，可幫(bāng)助您主動監控和控制 FPGA 設計中正在運行的内部結構。用戶創建的腳本可用來控制儀器，從而可使一定水平的“智能性”能夠控制設計中所連接的任何 I/O 信号。

在這種基本層面，我們可輕松配置嵌入式 I/O 儀器並(bìng)爲其編寫腳本，以用於(yú)感測開關、切換 LED 和激活 I/O 端口等。隻有将創意應用到包含各種實用外設並(bìng)具備改進與擴展這些外設能力的智能 FPGA 硬件開發平台，創意才能切實可用。

如果這種硬件開發系統還能夠通過基於(yú) USB 的 JTAG 鏈路與基於(yú) PC 的設計軟件進行高級通信，並(bìng)且軟件包含适用於(yú)電路闆外設的随時可用型 IP，那麽事情就會變得更加有趣。基於(yú) FPGA 的 IP 塊和儀器控制器採用基於(yú)原理圖或圖标的高級設計採集系統，可連接到一起快速創建完整的功能 I/O 系統，最終通過簡單而強大的腳本進行控制。

對上述方法的一項有價值的補(bǔ)充是‘定制’虛拟儀器。該儀器可提供用於(yú)創建綜合圖形界面的空白背景，其在 PC 上顯示爲一個儀表盤。通過從各種選項中拖拉和配置數字讀出、滑塊控件、按鈕以及标簽等用戶界面對象，我們可以迅速創建定制 GUI 面闆。在内部腳本控制下，可以爲面闆上的每個元素分配一個 I/O 信号與行爲。

圖 4：探索創意的快捷方法

您可以選擇採(cǎi)用一個開發闆腳本界面将整個系統集成在一起，在此您可利用該界面創建一個“主”腳本，以便進一步控制整個過程。這樣将有助於(yú)您将重要嵌入式儀器的功能融爲一體，從而創建更加高級的界面系統，而與此同時仍然可以採(cǎi)用相對簡單易用的調試腳本。

盡管還不那麽顯而易見，但下面要講的正是關鍵所在。利用這種方法測試並(bìng)探索概念與創意，我們無需再進行詳細的設計。無需再開發低級硬件、無需編寫詳細的軟件代碼，我們即可擁有一個具有設計典型智能的功能系統——就像是從用戶的角度實現瞭(le)您的創意。

專注於創意探索

最終結果是我們可以在短時間内測試、探索和調試該創意以及用戶體驗該創意的方式。基本創意的軟件組件可以通過您編(biān)寫的腳本中所包含的智能性得以表現，而採(cǎi)用高級設計採(cǎi)集系統将少數 IP 塊連接起來即可創建出響應功能性智能的外部硬件。

上述設計方法的真正重要優勢是在整個設計過程中消除瞭(le)細節設計的幹擾。創意能夠得到充分發揮，用戶互動與體驗能夠經過測試， 還可以開發探索其他替代概念，實現這一切可能隻需要幾分鍾，並(bìng)且無需真實硬件支持。

在設計電子産品時您實際創造的東西最終表現爲用戶體驗。産品成功的關鍵是将您作爲一名設計師所閃現出來的創意完全轉變爲用戶體驗，而本文闡述的方法可有效幫(bāng)助您擺(bǎi)脫陷入細枝末節的低級設計。

到開始細節設計的時候，您已經明確(què)瞭(le)自己的設計方向，而且擁有大部分概念性的硬件框架。這些框架也可通過快捷的高級方法得以實現——不過這就不是本文所要讨論的内容瞭(le)。