IP復(fù)用在SoC設(shè)計(jì)中的作用

在過去的幾年里，Ron Collett收集了多達(dá)35個(gè)半導(dǎo)體制造商的1200多個(gè)芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目的調(diào)查數(shù)據(jù)。他的研究結(jié)果中包括15000個(gè)IP模塊的復(fù)用策略。在格勒諾布爾召開的IP 07會(huì)議上，Collett在這一研究的基礎(chǔ)上發(fā)表了一些可靠的結(jié)論。令人欣慰的消息是IP復(fù)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(huì)比Collet更加了解如何去管理大的芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目。作為Numetrics Management Systems的主席和首席執(zhí)行官的Collett花費(fèi)了幾年的時(shí)間在Dataquest關(guān)注有關(guān)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(dǎo)體和EDA公司開發(fā)（IP模塊復(fù)用）策略。
　　
根據(jù)Collett的調(diào)查，過去的十年間一些公司的IP復(fù)用率已經(jīng)翻倍。下面是復(fù)用率增長(zhǎng)后產(chǎn)生的一些有記錄的確切的結(jié)果：

* 項(xiàng)目的資源投入線性遞減 （以人周為度量）

* 項(xiàng)目的周期線性遞減（表現(xiàn)在入市速度加快）

* 功能設(shè)計(jì)所需硅片設(shè)計(jì)數(shù)量線性遞減

* 計(jì)劃延期的線性遞減（以占有全部計(jì)劃時(shí)間的百分比為度量）
　　
IC復(fù)雜度在以指數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)，IP復(fù)用的益處也在增加。然而，這些益處的實(shí)現(xiàn)并不是免費(fèi)的。從2000年起設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的規(guī)模在成倍增加，而仍有85%的芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目仍然偏離了他們的計(jì)劃。一個(gè)持久的問題是，并不是所有的模塊都具有相同的可復(fù)用性。我詢問了Collett復(fù)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(fù)用的。通過使用這樣的模塊，可以獲得巨大的設(shè)計(jì)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(fù)用。也許是因?yàn)楣δ懿⒉粐?yán)格的適合一個(gè)新的設(shè)計(jì)，并且模塊必須做出相應(yīng)的調(diào)整。也許是因?yàn)槟K缺乏足夠的文檔說明，在模塊被復(fù)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(fù)用率的類型。可令人驚奇的是，Collett對(duì)我的斷言提出質(zhì)疑。我認(rèn)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(duì)它的復(fù)用比較容易。它們通常有龐大的用戶，硬件設(shè)計(jì)人員和編程手冊(cè)，隨著微處理器核的硬件模塊，它還有范例程序，應(yīng)用手冊(cè)，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(gè)微處理器的功能可以在不改動(dòng)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(huì)這些觀點(diǎn)后，Collett同意了。Collett的理論是，除非IP塊完全或者幾乎完全被復(fù)用，否則，不會(huì)產(chǎn)生復(fù)用利益，而且，利益曲線是高度非線性的。那么為什么Collett會(huì)在這個(gè)特殊的IP復(fù)用演說臺(tái)上？Numetrics通過提供咨詢和軟件幫助那些公司進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理，監(jiān)管項(xiàng)目進(jìn)度，這會(huì)讓項(xiàng)目管理者可以利用到來自項(xiàng)目歷史數(shù)據(jù)庫的行業(yè)基準(zhǔn)，看到他們預(yù)計(jì)的項(xiàng)目周期，生產(chǎn)率和人員估計(jì)是否與行業(yè)基準(zhǔn)一致或者是周期被不合理的浪費(fèi)了。
　　
例如，如果項(xiàng)目周期要求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)出率是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的三倍，那這就過于樂觀了。當(dāng)然，如果這個(gè)團(tuán)隊(duì)是由久經(jīng)考驗(yàn)的火箭科學(xué)家組成的話，這個(gè)時(shí)間表也許是現(xiàn)實(shí)的。即使這個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)并不個(gè)個(gè)都是超級(jí)明星，但是有一個(gè)IP復(fù)用最大化的計(jì)劃仍然有可能使得時(shí)間表的實(shí)現(xiàn)成為現(xiàn)實(shí)。Numetrics也會(huì)在這些方向提供咨詢服務(wù)。