可重用的IP如何力助縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期

　　產(chǎn)品市場(chǎng)成功取決于產(chǎn)品發(fā)布時(shí)間、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、特性集以及產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)給定特性的程度等諸多因素。在高度競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境中，設(shè)計(jì)周期的各個(gè)方面都應(yīng)考慮予以優(yōu)化。在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中，重復(fù)利用IP一直被視為有效推進(jìn)設(shè)計(jì)工作的利器。在本文中，我們把IP重用的理念擴(kuò)展到系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面。

　　知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)是半導(dǎo)體行業(yè)的常用術(shù)語(yǔ)，IP就是用作芯片設(shè)計(jì)構(gòu)建塊的邏輯塊。在詳細(xì)探討系統(tǒng)設(shè)計(jì)中IP使用及其優(yōu)勢(shì)之前，我們不妨先來(lái)談?wù)劗a(chǎn)品開發(fā)中OEM制造商所面臨的問(wèn)題。OEM制造商通常要在極為緊張的時(shí)限內(nèi)完成工作，因?yàn)樵诟?jìng)爭(zhēng)對(duì)手之前發(fā)布產(chǎn)品有助于贏得更多市場(chǎng)份額。對(duì)產(chǎn)品開發(fā)周期和產(chǎn)品上市時(shí)間造成巨大影響的因素包括如下：

　　1. 開發(fā)階段 – 決定產(chǎn)品實(shí)際實(shí)現(xiàn)的階段。實(shí)現(xiàn)給定特性集的時(shí)間要求越來(lái)越緊張。在時(shí)間壓力下，有的特性可能不得不放棄，有的特性可能尚未成熟，這只會(huì)影響產(chǎn)品成功的幾率。

　　2. 測(cè)試/驗(yàn)證階段 – 通常本階段所花的時(shí)間與產(chǎn)品質(zhì)量成正比，本階段可確保產(chǎn)品得到綜合而全面的測(cè)試，甚至涵蓋所有極端情況(corner case)。不過(guò)，在很多情況下由于受到盡早發(fā)布產(chǎn)品的壓力影響，一些特性并未經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試就推向市場(chǎng)。

　　3. 開發(fā)及驗(yàn)證成本 –增加可用資源可縮短開發(fā)和測(cè)試時(shí)間。但增加資源會(huì)增加最終產(chǎn)品的成本。及時(shí)發(fā)布產(chǎn)品要是帶來(lái)額外的成本同樣會(huì)影響產(chǎn)品的成功。

　　4. 合規(guī)性測(cè)試 – 許多產(chǎn)品在上市之前必須經(jīng)過(guò)多次合規(guī)性測(cè)試。合規(guī)性測(cè)試可確保產(chǎn)品的安全使用。此項(xiàng)測(cè)試不但會(huì)增加額外的成本，而且一旦測(cè)試失敗還要對(duì)架構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從而延遲產(chǎn)品發(fā)布。

　　在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可重用的IP可以是一個(gè)庫(kù)、一系列源文件，也可以是較大型設(shè)計(jì)的一個(gè)完整的子模塊。可重用的IP的交付形式可根據(jù)市場(chǎng)需要而定。舉例來(lái)說(shuō)，如果某項(xiàng)功能涉及一些專利、具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，那么我們可將其歸納為庫(kù)或目標(biāo)代碼。使用IP的優(yōu)勢(shì)如下：

　　1. 重復(fù)利用IP可大幅縮短開發(fā)和驗(yàn)證所需的時(shí)間，因?yàn)橐坏┫到y(tǒng)開發(fā)測(cè)試后，就能重復(fù)利用，此后只需進(jìn)行集成和系統(tǒng)測(cè)試。重復(fù)利用有助于縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

　　2. 重復(fù)利用IP也有助于逐步增加特性，提前掌握缺陷(如有)。這樣，開發(fā)人員就能更新IP，并不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　3. 專家資源稀缺是產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題。專家了解低層架構(gòu)細(xì)節(jié)，重復(fù)利用這些專家開發(fā)出來(lái)的IP有助于系統(tǒng)開發(fā)人員在可靠的基礎(chǔ)上打造應(yīng)用。

　　4. 一些合規(guī)性測(cè)試無(wú)需重復(fù)。比如一旦完成IP合規(guī)性測(cè)試，就無(wú)需重復(fù)測(cè)試，除非IP被修改。對(duì)軟件來(lái)說(shuō)，可用IP校驗(yàn)和輕松驗(yàn)證修改。在此情況下，重復(fù)利用通過(guò)合規(guī)性測(cè)試的IP成為首選，因?yàn)檫@有助于節(jié)約成本、工作量和時(shí)間。

　　5. IP重復(fù)利用有助于縮短開發(fā)和驗(yàn)證時(shí)間，由于設(shè)計(jì)時(shí)間縮短，加速了產(chǎn)品上市進(jìn)程，進(jìn)而有助于降低系統(tǒng)成本。

　　由于其具備眾多優(yōu)勢(shì)，因此IP重用成為了開發(fā)人員顯而易見(jiàn)的選擇。但要充分發(fā)揮IP重用的優(yōu)勢(shì)，就要明確定義并精心構(gòu)建IP，以便重復(fù)利用。在打造可重用的IP時(shí)，應(yīng)遵循如下一些一般性設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)：

　　1. 黑盒子法：應(yīng)將IP定義為黑盒子，這樣使用IP的較大型系統(tǒng)就不會(huì)被實(shí)施細(xì)節(jié)所影響。讓IP實(shí)現(xiàn)這種效果的方法就是明確定義有關(guān)要求。

　　2. 接口設(shè)計(jì)：IP旨在用于包含多個(gè)IP模塊的較大型系統(tǒng)中。要實(shí)現(xiàn)黑盒子設(shè)計(jì)方法，每個(gè)IP模塊必須明確定義接口并確保使用的一致性。就代碼而言，這或許是應(yīng)用編程接口(API)或函數(shù)聲明。

　　3. 模塊化且獨(dú)立于處理器：隨著多種微處理器的出現(xiàn)，IP的定義必須確保其獨(dú)立于處理器。特定處理器的調(diào)用與要求要在低級(jí)IP層加以確定并明確定義。這是一種良好的做法，可指導(dǎo)如何將低級(jí)IP層移植到新的微處理器上。

　　4. 極端情況測(cè)試：獨(dú)立的IP可僅就有限的情況進(jìn)行測(cè)試。IP則要考慮系統(tǒng)級(jí)測(cè)試，代碼覆蓋應(yīng)有文檔記錄，包括單元測(cè)試和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。雖然IP通常被開發(fā)成獨(dú)立的模塊，但中必須在系統(tǒng)級(jí)測(cè)試場(chǎng)景來(lái)驗(yàn)證IP。