用好IP模块是设计短周期产品成功的关键

作者：Lauro Rizzatti    来源：电子系统设计

欢迎访问e展厅 展厅 2 手机/通信/网络设备展厅 手机, 调制解调器, 网管控制器, 光传输系统, 程控交换机, ... 电话曾经是一种宝贵的资源。家里有部电话一开始是很奢侈的事，之后逐渐广泛使用。现在我们人人都有电话，还随身携带。不过和以往每月付几十美元不同，我们现在愿意花超过100美元在通话上，而且觉得很自然。 贝尔最初的有线电话装置和今天的智能手机比起来不值一提，更令人吃惊的是，现在的手机不消一个月的时间就已经过时了。拥有更新功能或功能组合的手机正在以极快的速度更迭。系统的复杂度比我们曾经发射的火星探测器还要高，而且没过几个月就会有新的或者改进的设计。 当然，手机很小，所以集成度是关键。每一代手机的片上系统(SoC)都必须重新设计，两代之间没有喘息的时间。而且，每个SoC都比上一代更加复杂。 从2000到2010的十年里，手机主芯片的复杂度增加了不止两个数量级，从相当于10万门ASIC到1000万门。2012年，一款先进的智能手机IC的复杂度将在3000万到5000万门ASIC之间。 可怕的任务 如何能把如此庞大的系统设计得如此之快？只有一个办法：IP。一旦小型行业开始要树立起口碑，IP就是设计这样复杂的芯片采用的方法。移动设计需要消耗来自内部或者第三方的大量IP，这些IP还不仅仅来源于本身所处的行业。IP在针对大多数应用设计的SoC中都是标准的组成部分。 理想状况下，一款数字IP以RTL（寄存器传输级）的形式提供，便于理解。但IP供应商希望能够保护商业机密，因此经常以加密RTL的模式供仿真所用。自此开始，事情就变困难了。 例如Verilog 2005有“保护”和“未保护”的声明，差不多是业界的标准做法。但如何实施这样的“保护”则没有标准。结果造成不同的验证工具支持不同的加密算法和密钥，例如一个IP模块支持VCS但不支持NC-Sim。 虽然IP厂商覆盖了所有模拟器，但在仿真过程中仍存在问题。设计师想要在模拟和仿真中使用同样的模块，但加密不一定同时支持两者。这就造成了必须用两个模块，一个用于模拟，一个用于仿真。两个模块除了加密外是否会对等就成了问题。 跳出既定思维进行思考 还有IP构件的调试可见性的问题。如果仿真中出现了问题，就得知道具体是怎么回事。根据规定，你无法直接看到IP构件的所有细节，“白盒”的做法是供应商最讨厌的事，因为太容易被用于反向工程了。 “黑盒”模块更典型，只有模块外围才可见。这远不够，你还需要更多的内部寄存器的可见性，这是黑盒子无法提供的，这种模式称作“灰盒”。 如果你拿不到适用于你仿真器的灰盒模块的IP构件会怎么样？备用方法就是采用门级模快。门级模块通常不会加密，因为内部的构造很难搞清楚。 即便你能够得到白盒可见性，如何保证能够掌握并利用见到的部分可能会是个挑战。这种情况下，你可能会更关心模拟中用的加密RTL模块和仿真中用的门级模块的对等性，因为在综合的时候会出现非平凡的变换。 有些IP厂商通过推出隐藏在设计细节中的基于PLI(可编程语言接口)模块避免全部加密。但即使在模拟器上它们都会影响性能，在仿真器上更是如此，而且他们不提供调试可见性的细节。因此，基于PLI的模块无法取代相应的灰盒RTL模块。 真正的解决方法是在所有的模拟和仿真平台上使用加密RTL模块。一个很显而易见的做法是让加密模块可以和不同的工具进行互操作，但EDA厂商不太会同意这么做。可见度的标准等级(白盒、灰盒和黑盒)在调试阶段会有帮助，但会增加IP厂商的负担，他们必须增加模块版本以适应每个平台。 现实地讲，这让一些IP公司很难做。这也是为什么所选择的IP厂商和工具厂商之间有很好的合作这点非常重要。在选择购买仿真器的时候，最好是根据全面的性能表现和成本来选，而不是因为某些特定的IP模块只在某个仿真器上可用。 随着设计周期缩短已经是既成事实，没有人有时间把不同的IP模块整合在所有的验证环境中。在没时间整合大型SoC的时候，有所有必需的且好用的模块是成功的关键。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (4/1/2012)