芯片行业说的IP是什么？
编辑：[db:作者] 时间：2024-08-25 04:33:17
本文深入磋商了半导体 IP 的天下，如何对 IP 进行分类，在全体生命周期中管理这些主要资产所面临的寻衅和趋势，小芯片对 IP 管理的影响，以及简化半导体 IP 管理的关键策略。
半导体 IP 模块或 IP 核是片上系统 (SoC) 和集成电路 (IC) 设计的根本元素。这些预先设计和预先验证的设计组件许可重复利用现有功能元素，从而简化了开拓过程，加快了设计流程，使设计职员能够专注于创新产品差异化。IP 核的繁芜程度取决于特定的设计哀求。如图 1 所示，在 SoC 中，大略的 IP 块包括内存和外围子系统，如通用串行总线 (USB)。更繁芜的 IP 块常日由专业公司开拓，包括主处理器内核，如 GPU 和 CPU。有效管理这些 IP 至关主要。半导体知识产权 (IP) 的历史反响了基于模块化的设计方法的关键转变，这种方法使芯片设计民主化并塑造了数十年的电子设计行业。20 世纪 80 年代打算机赞助设计 (CAD) 工具的涌现开启了芯片开拓的新纪元。对付日益繁芜和集成的 SoC，小公司险些不可能（包袱不起）自行开拓所有必要的模块。因此，SoC 开拓职员开始认识到共享和授权以前的设计元素（原始硅 IP 核）的代价，以降落开拓本钱。20 世纪 90 年代，电子行业迎来了爆炸式增长，无线电话、游戏机和个人电脑等行业的发达发展推动了这一行业的发展。这一繁荣匆匆使半导体设计公司缩短产品上市韶光，并通过 IP 重用更快地转向新工艺节点。ASIC 公司创造了“内容”，催生了早期的 IP 公司。随着对 IP 的需求不断增长，本世纪后半叶涌现了多家第三方 IP 供应商，例如 Artisan Components 和 Virage Logic。最初只是大略的 RTL（寄存器传输级）数据，现在已经发生了重大变革，现在包含一套繁芜的功能，包括仿照和数字组件、验证套件、综合脚本等。更繁芜的 IP 核的本钱可能高达数十万到数百万美元。为了促进无缝 IP 集成，AMBA 等标准已经开拓出来。此外，半导体 IP 领域也经历了相称大的整合，ARM、Synopsys 和 Cadence 等行业巨子纷纭收购规模较小的 IP 供应商，以扩大其产品组合。半导体IP核根据技能和业务特点有多种分类，以下是一些常见的组织方案。硬 IP 核是针对特定芯片制造工艺定制的特定物理实现，常日与特定代工厂的哀求同等。这些核已经由综合、布局和布线。常见的硬 IP 核包括内存掌握器（例如 DDR）和仿照或稠浊旗子暗记 IP 块。物理规范格式：硬 IP 以可立即利用的晶体管布局格式供应。特定于工艺的设计：这些核心针对特定代工厂的工艺进行了优化，重点关注该特定制造方法内的性能、功率和面积效率。固定功能：硬 IP 核专为特定功能或任务而设计，无法轻松修正或定制。它们也险些不须要额外的设计事情即可集成。可预测的性能：由于硬IP是在物理层面实现的，因此可以供应可靠且特定的芯片性能。作为一种动态替代方案，软 IP 核供应可配置选项，从而供应增强的灵巧性温柔应性。常见的软 IP 核包括数字模块的可合成 RTL 设计、可配置的仿照 IP 以及专为合成到目标技能而设计的处理器核。可配置性：软 IP 为 SoC 设计工程师在设计探索和优化阶段供应了更大的自由度。它们在更高的抽象级别上运行，因此可以根据特定的运用需求进行修正。灵巧性：这些核心与技能无关，可以综合并适应不同的工艺技能。第三方硅 IP 是从外部供应商处得到容许的，这使 IC 设计职员能够访问各种功能，而无需从头开始设计。获取第三方 IP 常日涉及容许协议和版税支付，这可能会影响项目本钱和知识产权所有权。对付此类 IP，组织必须跟踪和掩护供应商关系、供应商供应链（出于监管和安全缘故原由）、规模本钱以及容许条款和条件的业务方面。内部团队开拓半导体 IP 核以知足定制和特定设计需求。内部开拓的 IP 须要经由彻底的验证和确认流程，以确保功能性、可靠性以及与其他系统组件的兼容性。设计团队必须确保持续的掩护和支持，包括针对较小工艺节点或设计修订的更新。半导体 IP 还可以按照关键功能进行分类，以便于有效地创造和选择。处理器 IP：这些是中心处理单元 (CPU) 和加速器的核心，从大略的微掌握器到繁芜的多核处理器。存储器 IP：SRAM（静态随机存取存储器）、DRAM（动态 RAM）、Flash 和 ROM（只读存储器）等存储器系统在 IC 内存储数据和指令。仿照和稠浊旗子暗记 IP：这些 IP 核有助于处理仿照旗子暗记，例如模数转换器 (ADC)、数模转换器 (DAC)、仿照滤波器、PLL（锁相环）、SerDes 和电源管理。接口IP：这些IP核支持IC内不同组件之间或IC之间的通信，包括USB、PCIe、HDMI（高清多媒体接口）、以太网和其他标准接口。安全 IP：安全 IP 核专为硬件级加密、身份验证和其他安全功能而设计，以保护 IC 免受未经授权的访问或攻击验证 IP (VIP)：VIP 是预先设计的验证组件和测试台，用于验证 IP 核和设计的功能和性能。它们可能包括一组用于验证总线协议的断言或旨在在定义的验证方法中利用的模块。VIP 的示例包括 FEC、CRC、UCIe1.2 和 USBV4。RF（射频）IP：这些核心将 RF 功能添加到 SoC 设计中，包括发射器、吸收器、合成器、低噪声放大器和功率放大器。每个种别在繁芜的半导体设计生态系统中都发挥着特定的浸染。虽然对 IP 进行分类的紧张办法之一是按功能，但 Keysight 提出了一种新的分类维度：开拓方法。通过更深入地理解IP驱动的设计方法论，开拓团队可以对设计谋略和开拓资源的优化有更多的理解。为了加快设计周期和提高生产率，越来越多的公司开始向第三方 IP 供应商寻求各种高质量的预制组件。第三方 IP 的常赐教例包括 CPU 内核、内存单元和加速器，它们在当代芯片设计中发挥着关键浸染。但是，考虑芯片的基本构建块也很主要，例如 PDK、原始库、标准单元和专用集成电路 (ASIC) 库。评估这些基本构建块不仅要考虑其技能优点（例如，终极设计中优化的功率和面积），还要考虑非技能指标（例如，集成所需的事情量），这为未来的项目方案供应了宝贵的见地。在组织层面，IP 采购团队须要跟踪第三方 IP 的业务方面。在选择第三方 IP 时，不仅要权衡技能和运营优点，还要权衡其业务影响。与 IP 供应商的业务关系、大规模购买 IP 的本钱影响以及在特定运用中利用 IP 的容许协议等成分都是关键考虑成分。通过将 IP 的技能评估与强大的业务剖析相结合，采购团队可以做出明智的决策，确保第三方 IP 符合他们的计策目标和设计哀求。在快速发展的半导体设计领域，企业知识产权 (IP) 是产品差异化的关键要素。这常日涉及直接应用已发布的 IP 版本。为了培养这样的企业 IP，半导体公司要么收购规模较小的 IP 公司，要么哀求专业团队有机增长，以发挥其专业知识。这些专业部门常日充当参与片上系统 (SoC) 设计的其他产品团队的内部做事供应商，在公司的创新事情中发挥着至关主要的浸染。从运营和技能角度来看，这些内部团队的功能相称于第三方 IP 供应商，只管没有第三方业务管理的繁芜性。电子设计自动化 (EDA) 团队是一个常见但常常被忽略的例子。EDA 团队通过与代工厂对接和为中大型半导体公司建模定制来管理工艺设计套件 (PDK)。采取第三方 IP 供应商的运营效率和思维办法对付这些专业团队充分利用其在企业 IP 计策中的浸染至关主要。这涉及在全体 IP 生命周期中细致地跟踪他们的内部客户、每个团队利用的特定 IP 版本以及在客户项目中创造的任何问题。履行精简的发布方法并利用跟踪的数据来方案未来的修恰是提高企业 IP 重用效率和生产力的关键步骤。社区 IP 可实现有效的 IP 重用策略，因此设计团队可以利用以前成功的设计项目中的可信 IP 来源。如果社区 IP 以前有效，则只需根据新项目哀求对其进行验证即可。一个范例的例子是锁相环 (PLL) IP，它常日用于组织内各种运用的芯片设计。然而，PLL 的规格和哀求因项目而异。工程团队方向于修正或增强已成功设计的 PLL 的功能和性能，以知足新运用的需求，而不是重新开始每个 PLL 设计。PLL IP 的重复利用不仅大大缩短了设计周期，而且还降落了总体开拓本钱。半导体 IP 重用是 SoC（片上系统）设计中必不可少的策略，随着越来越多的系统公司选择内部开拓大量组件，这一策略变得越来越主要。这种方法的核心是在新项目中利用预先存在的、经由验证的半导体知识产权 (IP) 核心或设计模块，从而避免从头开拓新 IP，从而简化设计流程。更快的设计周期：重复利用 IP 可以大幅缩短开拓韶光，使设计职员能够将资源分配给 SoC 设计的其他关键方面。增强产品差异化：IP 重用可以让工程师有更多的韶光专注于开拓更高等、创新的功能，而非根本功能。降落本钱和风险：通过利用预先测试的 IP 块，公司可以降落财务支出以及与当代设计中的性能毛病干系的风险。半导体 IP 生命周期描述了硅 IP 核从创建到退役的各个阶段。理解 IP 生命周期对付有效管理片上系统 (SoC) 设计的繁芜性和确保 IP 发挥其浸染至关主要。识别：设计团队确定 SoC 的详细 IP 哀求。根据所需的功能，团队决定是否开拓或重复利用内部 IP、从第三方供应商得到容许或利用开源 IP。开拓：无论是收购还是内部开拓，IP 都要经由严格的开拓、验证和质量掌握流程，以知足行业标准和设计哀求。集成：硅片 IP 验证后，会将其编入组织的设计库中。然后，SoC 开拓职员选择并将其集成到系统架构中，并将其与其他组件连接起来，确保兼容性和功能性。验证：设计工程师通过广泛的测试和仿照方法确保集成的 IP 核知足严格的功能、性能和可靠性哀求。支配：验证成功后，SoC 设计进入物理芯片的制造过程。版本掌握：随着韶光的推移，IP 核可能会进行优化，包括更新新工艺节点、修复缺点和增强性能。有效的版本掌握可确保设计职员利用每个 IP 的精确版本。跟踪：有效的半导体 IP 管理包括跟踪其在各个项目中的利用情形、管理依赖关系、更新其物料清单 (BoM) 以及保持可追溯性以符合监管哀求。退役：随着新标准和新哀求的涌现，旧的 IP 核将变得过期。但是，可能仍须要保留其文档以知足旧芯片的条约和监管责任。https://www.keysight.com/blogs/en/tech/sim-des/2024/5/1/semiconductor-ip-management-strategies-to-accelerate-design-flows来 源 | 半导体行业不雅观察（ID：icbank）编译自keysight☞商务互助：☏ 请致电 010-82306118 / ✐ 或致件 Tiger@chinaaet.com
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