SoC 的設(shè)計基礎(chǔ)是IP(Intellectual Property)復(fù)用技術(shù)。SoC 芯片需要集成一個復(fù)雜的系統(tǒng),這導(dǎo)致了它具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu),如果是從頭開始完成芯片設(shè)計,顯然將花費大量的人力物力。另外,現(xiàn)在電子產(chǎn)品的生命期正在不斷縮短,這要求芯片的設(shè)計可以在更短的周期內(nèi)完成。為了加快SoC 芯片設(shè)計的速度,人們將已有的IC 電路以模塊的形式,在SoC 芯片設(shè)計中調(diào)用,從而簡化芯片的設(shè)計,縮短設(shè)計時間,提高設(shè)計效率。這些可以被重復(fù)使用的IC 模塊就叫做IP 模塊(或者系統(tǒng)宏單元、芯核、虛擬器件)。IP 模塊是一種預(yù)先設(shè)計好,已經(jīng)過驗證,具有某種確定功能的集成電路、器件或部件。它有3 種不同形式:軟IP 核(soft IP core)、固IP 核(firm IP core)和硬IP 核(hard IP core)。
1.軟IP
核軟IP 核主要是基于IP 模塊功能的描述。它在抽象的較高層次上對IP 的功能進行描述,并且已經(jīng)過行為級設(shè)計優(yōu)化和功能驗證。它通常以HDL 文檔的形式提交給用戶,文檔中一般包括邏輯描述、網(wǎng)表,以及一些可以用于測試,但不能物理實現(xiàn)的文件。使用軟IP,用戶可以綜合出正確的門電路級網(wǎng)表,進行后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計,并借助EDA 綜合工具與其他外部邏輯電路結(jié)合成一體,設(shè)計出需要的器件。雖然,軟IP 的靈活性大,可移植性好,但同硬IP 相比,因為它不含有任何具體的物理信息,所以如果后續(xù)設(shè)計不當(dāng),很可能導(dǎo)致設(shè)計失敗。另外,后續(xù)的布局布線工作也將花費大量的時間。
2.硬IP
核硬IP 核主要是基于IP 模塊物理結(jié)構(gòu)的描述。它提供給用戶的形式是電路物理結(jié)構(gòu)掩模版圖和全套工藝文件,是可以拿來就用的全套技術(shù)。其優(yōu)點為,完成了全部的前端和后端設(shè)計,已有固定的電路布局局和具體工藝,可以確保性能,并縮短SoC 的設(shè)計時間。但因為其電路布局和工藝是固定的,同時也導(dǎo)致了靈活性較差,難以移植到不同的加工工藝。
3.固IP