IP復用在SoC設計中的作用

在過去的幾年里，Ron Collett收集了多達35個半導體制造商的1200多個芯片設計項目的調(diào)查數(shù)據(jù)。他的研究結(jié)果中包括15000個IP模塊的復用策略。在格勒諾布爾召開的IP 07會議上，Collett在這一研究的基礎上發(fā)表了一些可靠的結(jié)論。令人欣慰的消息是IP復用已經(jīng)真正地利用起來了，并且也帶來了巨大可觀的利益。
　　
沒有人會比Collet更加了解如何去管理大的芯片設計項目。作為Numetrics Management Systems的主席和首席執(zhí)行官的Collett花費了幾年的時間在Dataquest關注有關EDA，ASIC和FPGA方面的調(diào)查。1992年，Cellett創(chuàng)建了Collett國際調(diào)查咨詢公司，致力于為那些半導體和EDA公司開發(fā)（IP模塊復用）策略。
　　
根據(jù)Collett的調(diào)查，過去的十年間一些公司的IP復用率已經(jīng)翻倍。下面是復用率增長后產(chǎn)生的一些有記錄的確切的結(jié)果：

* 項目的資源投入線性遞減 （以人周為度量）

* 項目的周期線性遞減（表現(xiàn)在入市速度加快）

* 功能設計所需硅片設計數(shù)量線性遞減

* 計劃延期的線性遞減（以占有全部計劃時間的百分比為度量）
　　
IC復雜度在以指數(shù)量級增長，IP復用的益處也在增加。然而，這些益處的實現(xiàn)并不是免費的。從2000年起設計團隊的規(guī)模在成倍增加，而仍有85%的芯片設計項目仍然偏離了他們的計劃。一個持久的問題是，并不是所有的模塊都具有相同的可復用性。我詢問了Collett復用率最高的IP塊類型是什么，“內(nèi)存”，他脫口而出。
　　
象內(nèi)存這樣的IP模塊，從本質(zhì)上講是100%可復用的。通過使用這樣的模塊，可以獲得巨大的設計生產(chǎn)率。而其它類型的模塊由于各種各樣的原因不能被完全復用。也許是因為功能并不嚴格的適合一個新的設計，并且模塊必須做出相應的調(diào)整。也許是因為模塊缺乏足夠的文檔說明，在模塊被復用之前，功能規(guī)范必須要通過逆向工程而重新獲得。
　　
在我和Collett的討論過程中，我斷定大多數(shù)的微處理器IP同樣也屬于高復用率的類型?？闪钊梭@奇的是，Collett對我的斷言提出質(zhì)疑。我認為由于微處理器核是現(xiàn)有文檔化最好的IP核之一，因而對它的復用比較容易。它們通常有龐大的用戶，硬件設計人員和編程手冊，隨著微處理器核的硬件模塊，它還有范例程序，應用手冊，軟件工具（編譯器，匯編程序，鏈接器，調(diào)試器，指令集模擬器），綜合腳本以及仿真模型。另外，一個微處理器的功能可以在不改動硬件IP的情況下而通過改變固件的方式來改變。
　　
考慮了一會這些觀點后，Collett同意了。Collett的理論是，除非IP塊完全或者幾乎完全被復用，否則，不會產(chǎn)生復用利益，而且，利益曲線是高度非線性的。那么為什么Collett會在這個特殊的IP復用演說臺上？Numetrics通過提供咨詢和軟件幫助那些公司進行芯片設計項目的風險管理，監(jiān)管項目進度，這會讓項目管理者可以利用到來自項目歷史數(shù)據(jù)庫的行業(yè)基準，看到他們預計的項目周期，生產(chǎn)率和人員估計是否與行業(yè)基準一致或者是周期被不合理的浪費了。
　　
例如，如果項目周期要求設計團隊的產(chǎn)出率是行業(yè)標準的三倍，那這就過于樂觀了。當然，如果這個團隊是由久經(jīng)考驗的火箭科學家組成的話，這個時間表也許是現(xiàn)實的。即使這個設計團隊并不個個都是超級明星，但是有一個IP復用最大化的計劃仍然有可能使得時間表的實現(xiàn)成為現(xiàn)實。Numetrics也會在這些方向提供咨詢服務。