可重用的IP如何力助縮短產(chǎn)品設(shè)計周期

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

　　知識產(chǎn)權(quán)(IP)是半導(dǎo)體行業(yè)的常用術(shù)語，IP就是用作芯片設(shè)計構(gòu)建塊的邏輯塊。在詳細(xì)探討系統(tǒng)設(shè)計中IP使用及其優(yōu)勢之前，我們不妨先來談?wù)劗a(chǎn)品開發(fā)中OEM制造商所面臨的問題。OEM制造商通常要在極為緊張的時限內(nèi)完成工作，因為在競爭對手之前發(fā)布產(chǎn)品有助于贏得更多市場份額。對產(chǎn)品開發(fā)周期和產(chǎn)品上市時間造成巨大影響的因素包括如下：

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

　　2. 測試/驗證階段 – 通常本階段所花的時間與產(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試，甚至涵蓋所有極端情況(corner case)。不過，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)過嚴(yán)格測試就推向市場。

　　3. 開發(fā)及驗證成本 –增加可用資源可縮短開發(fā)和測試時間。但增加資源會增加最終產(chǎn)品的成本。及時發(fā)布產(chǎn)品要是帶來額外的成本同樣會影響產(chǎn)品的成功。

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

　　在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，可重用的IP可以是一個庫、一系列源文件，也可以是較大型設(shè)計的一個完整的子模塊。可重用的IP的交付形式可根據(jù)市場需要而定。舉例來說，如果某項功能涉及一些專利、具有一定的競爭優(yōu)勢，那么我們可將其歸納為庫或目標(biāo)代碼。使用IP的優(yōu)勢如下：

　　1. 重復(fù)利用IP可大幅縮短開發(fā)和驗證所需的時間，因為一旦系統(tǒng)開發(fā)測試后，就能重復(fù)利用，此后只需進(jìn)行集成和系統(tǒng)測試。重復(fù)利用有助于縮短產(chǎn)品上市時間。

　　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)過程中的常見問題。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)性測試無需重復(fù)。比如一旦完成IP合規(guī)性測試，就無需重復(fù)測試，除非IP被修改。對軟件來說，可用IP校驗和輕松驗證修改。在此情況下，重復(fù)利用通過合規(guī)性測試的IP成為首選，因為這有助于節(jié)約成本、工作量和時間。

　　5. IP重復(fù)利用有助于縮短開發(fā)和驗證時間，由于設(shè)計時間縮短，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，因此IP重用成為了開發(fā)人員顯而易見的選擇。但要充分發(fā)揮IP重用的優(yōu)勢，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，應(yīng)遵循如下一些一般性設(shè)計考慮事項：

　　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)就不會被實施細(xì)節(jié)所影響。讓IP實現(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：IP旨在用于包含多個IP模塊的較大型系統(tǒng)中。要實現(xiàn)黑盒子設(shè)計方法，每個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立于處理器。特定處理器的調(diào)用與要求要在低級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IP層移植到新的微處理器上。

　　4. 極端情況測試：獨立的IP可僅就有限的情況進(jìn)行測試。IP則要考慮系統(tǒng)級測試，代碼覆蓋應(yīng)有文檔記錄，包括單元測試和系統(tǒng)級測試。雖然IP通常被開發(fā)成獨立的模塊，但中必須在系統(tǒng)級測試場景來驗證IP。