什麼是IP核

什麼是IP核

我們常說的IP核，也就是知識産權IP( Intellectual Property )，是那些己驗證的、可重利用的、具有某種确定功能的IC子產品。分為軟IP (soft IP core )、固IP (firm IP core)和硬IP (hard IP core )。軟IP是用某種進階語言來描述功能塊的行為，但是并不涉及用什麼電路和電路元件實作這些行為。固IP除了完成軟IP所有的設計外，還完成了門電路級綜合和時序仿真等設計環節，一般以門電路級網表形式送出使用者使用。硬IP則是完成了綜合的功能塊，已有固定的拓撲布局和具體工藝，并己經經過工藝驗證，具有可保證的性能。設計深度愈深，後續工序所需要做的事情就越少，但是靈活性也就越小。    從20世紀90年代至今，IC設計能力正在發生一次質的飛躍，即由ASIC設計方法向SoC設計方法轉變。SoC設計方法使IC設計開始進一步分工細化，出現了IP設計和SoC系統設計。在近些年全球IC市場低迷的情況下，IP是不多的亮點之一。其實可以把IP了解為一顆ASIC，以前是ASIC做好以後供人家在PCB上使用，現在是IP做好以後讓人家內建在更大的晶片裡。   內建電路發展到超大規模階段後，晶片中凝聚的知識已經高度濃縮。以奔騰微處理器為例，其所承載的半導體已多達960萬個，如果晶片設計依舊基于單個的半導體而不是基于IP的實體級設計，永遠也不會有奔騰問世。   常用的IP核心子產品有各種不同的CPU(32/64位CISC/RISC結構的CPU或8/16位微控制器/單片機，如8051等)、32/64位DSP （如320C30）、DRAM、SRAM、EEPROM、Flashmemory、A/D、D/A、MPEG/JPEG、USB、PCI、标準接口、網絡單元、編譯器、編碼/解碼器和模拟器件子產品等。豐富的IP核心子產品庫為快速地設計專用內建電路和單片系統以及盡快占領市場提供了基本保證。 IP的主要來源 來源一：晶片設計公司的自身積累 傳統IDM公司或Fabless設計公司在多年的晶片設計中往往有自身的技術專長，如Intel的處理器技術、TI的DSP技術、Motorola的嵌入式 MCU技術、Trident的Graphics技術等。這些技術成功地開發了系列晶片，并在産品系列發展過程中确立了設計重用的原則，一些成功設計成果的可重用部分經多次驗證和完善形成了IP。這些IP往往是硬核，如果這類硬核作為可提供給其他晶片設計公司使用的IP，就成了商品化的IP。 來源二：Foundry的積累 Foundry 廠商是沒有自身晶片産品的晶片代加工廠，但Foundry廠商為了吸引更多的晶片設計公司投片，往往設立後端設計隊伍，來配合後端設計能力較弱的晶片設計公司開展布局布線工作。這支設計隊伍也積累了一定的晶片設計經驗，并積累了少量的IP(主要是Memory、EEPROM和FlashMemory等)，這些IP可以被需要內建或願意在該Foundry流片的公司采用。 此外，IP專職供應商與主要的Foundry廠商有長期的合作關系，經過投片驗證的IP可由Foundry廠向使用者提供，IP專職供應商從中提取一定利潤。但對國内使用者而言，因為這類Foundry多在我國台灣省，缺乏在本地的支援，可能有遠水不解近渴之憂。 來源三：專業IP公司 這是20世紀90年代中期興起的，迎接SoC時代到來的設計公司。這類公司的特點是已經認識到将自身多年積累的IP資源轉化成商品的商業價值，是以，它們不僅提供已經成熟的IP，同時針對目前的技術熱點、難點開發晶片設計市場急需的IP核。它們提供的IP同樣有硬核、固核、軟核之分，但通過與Foundry 廠合作，及時對所開發的IP核進行流片驗證是IP硬核供應商的通行做法，這也是IP核及早面市的必要措施。 ARM、Motorola、MIPS是提供嵌入式MCUIP核的主要專業公司；LEDA是模拟、混合信号IP硬核的最主要供應商，它同時還針對目前通信市場的需求開發并提供寬帶應用、藍牙和光通信(SONET/SDH)的IP核。上述這些公司都是當今晶片設計行業中專業　　IP供應商的代表。這些專業IP供應商的業務重點是開發IP核，對于進入自身所不熟悉的地區，則往往通過與當地的晶片設計服務公司結成合作夥伴或戰略聯盟來實作。 來源四：EDA廠商 在美國，EDA廠家也是提供IP資源的一個主要管道，占到IP交易量的10%左右。主要的EDA廠商為了提供更适合SoC設計的平台，在其工具中內建了各類　　IP核以友善使用者的 IP嵌入設計，這些IP核基本是以軟核形式出現。EDA廠商也并不直接設計開發IP核，而是與一些提供IP軟核的設計公司合作，提供一種內建IP核的設計環境。 由于內建的IP核多為軟核，使用者還要對這些軟核做綜合、時序分析、驗證等工作，對使用者的"及時上市"要求沒有本質性改善，在IP核的支援、服務方面也存在諸多不便。是以，在國内的EDA廠家目前仍以經營EDA工具為主，從人員配備上講，幾乎沒有提供IP資源的服務力量。 來源五：設計服務公司 晶片設計服務公司是目前能立即向國内IC設計公司提供IP硬核的最主要途徑，除了自身積累的IP外，通過與IP專業供應商的戰略合作關系向國内使用者提供各類 IP。　　晶片設計服務公司是與使用者直接打交道的，它們了解市場需求的IP類型，其IP資源庫中積累的往往是最實用的IP。 我國台灣省較有名的晶片設計服務公司有創意電子、智原科技等，它們除了積累了一定自己的IP硬核外，還與專業IP供應商，如ARM結成合作夥伴向使用者提供更豐富的IP資源。祖國大陸的晶片設計服務公司有泰鼎(上海)，目前可為使用者提供300多種IP硬核，涉及高速數字邏輯、I/O子產品、模拟、混合信号、RF等領域。 目前，國内還沒有像國外那種專門設計IP硬核的公司，晶片設計公司的成功設計還不能被稱為IP。但國内已經有專門提供軟核的公司，以RTL形式提供給使用者。