IP的概念，IP的分类，IP复用技术

Posted 2023-01-11 呆呆象呆呆

背景：IP产生的原因

随着集成电路的超深亚微米制造技术、设计技术的迅速发展,集成电路已经进入片上系统时代。所谓片上系统就是指在单个硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/0等功能，或者说在单个硅芯片上集成了数字电路、模拟电路、信号采集和转换电路、存储器、微处理器MPU、微控制器MCU、数字信号处理器DSP等，实现一个系统的功能。片上系统能够在单个硅芯片上实现高层次的系统集成，但同时也对硅芯片的设计提出了巨大的挑战。因为当前的设计工具和设计方法不能完全胜任片上系统的设计。在芯片设计复杂度迅速增加的同时，熟练设计人员的增长很有限，而对设计周期的要求越来越高。

IP复用技术，是提高片上系统设计效率、缩短设计周期的一个关键。

IP复用技术的优点有三个：

• 重复利用IP可以提高设计能力，节省设计人员，是填平集成电路的设计与制造之间鸿沟的最有效方法之一；
• 能大大缩短上市周期；
• 可以更好地利用现有的工艺技术，降低成本。

预计在未来几年内，50%以上的片上系统设计要不同程度地以可复用IP的内核为基础。

复用并不是一个崭新的概念。在软件设计领域,很早就使用可复用代码，如函数库等，来提高设计效率。近些年来，在硬件设计领域中采用IP复用技术取得了重大的突破。自动综合工具与硬件描述语言HDL （Hardware Description Language）一起将设计复用提升到更高的抽象级别，实现了设计复用的自动化，同时提高了设计的效率和质量。HDL能够实现设计的模块化、参数化，方便进行子模块的选择、加入和排列等操作。自动综合工具则根据具体应用优化设计并直接映射到相应的工艺库。通过上述手段，大大增强了IP的可复用性。硬件设计复用正逐渐采用软件方法，如编程、编译、库技术等,从硬件设计模式向软件设计模式转变。

IP的概念

IP（Intellectual Property）是具有知识产权的、已经设计好并经过验证的、可重复利用的集成电路模块。

IP的分类

根据设计层次的不同, IP分为软核、硬核和固核三种。

• 软核为能综合的HDL描述。软核包括逻辑描述（RTL和门级Verilog HDL或VHDL代码）、器件内部连线表和可测性设计。软核可经用户修改，以实现所需要的电路系统设计。它主要用于接口、编码、译码、算法和信道加密等对速度性能要求范围较宽的复杂系统。软核的开发工作量相对低，因此一般开发成本较低，柔性大，如可增加特性或选择工艺并容易从一个工艺向另一个工艺转移，且性能可提高，但可预测性差。
• 硬核为芯片版图。硬核的设计与工艺已完成而不能更改。用户得到的硬核仅是产品功能而不是产品设计，因此，硬核的设计与制造厂商能对它实行全权控制，它的知识产权的保护也较简单。常用的硬核有存储器、模拟器件和总线器件等。硬核的开发成本最高，柔性小，但性能一定并具有可预测性，易于使用。
• 固核为门级HDL描述。固核是一种介于软核与硬核之间的IP。它既不独立，也不固定，可根据用户要求作部分修改。固核允许用户重新定义关键的性能参数，内部连线表有的可以重新优化，其使用流程同软核。如果内部连线表不能优化时，使用流程与硬核相同。固核介于硬核与软核之间。

较典型的IP有: MPEG核(图像市场)、存储器核、SPARC(RISC微处理器)核等等。

IP复用技术

IP复用技术，即重复使用已经设计并验证过的集成电路IC模块，是提高片上系统设计效率、缩短设计周期的一个关键。

备注知识

HDL （Hardware Description Language）

Verilog HDL

VHSIC （very-high-speed integrated circuits）

VHDL （VHSIC Hardware Description Language）区别于Verilog是另一套语言，好像基本没人用了

参考文献

什么是ip复用技术 - CSDN