第三方IP：SoC设计的一种不稳固基础

要点

　　深亚微米技术的成功应用需要设计反复使用。

　　根据Gartner Dataquest公司说，IP（知识产权）市场正在增长，其规模现在已超过10亿美元。

　　最大的三家IP供应商占IP市场 45%的份额。

　　与合适的EDA工具捆绑在一起的平台将为下一次增长提供动力。

　　虽然大多数电子设计师用IP 来表示互联网协议（Internet Protocol），但律师们却把可反复使用的设计块（即内核）叫做 IP（知识产权），而大多数工程师更愿意把这类产品描述为"虚拟内核"。然而，用 IP 表示"知识产权"的用法日渐流行，这只是电子行业的这一部门内概念混淆的一个实例。尽管许多分析家和市场人士把 IP 市场看成电子行业内的一个新现象，但可反复使用的IP作为一门技术和第三方市场，已经出现约 20 年了。虽然 IP 市场正在发展之中，但它却缺乏商业与工程标准。缺乏标准的特许惯例和质量度量标准常常会抵销已验证的、可用于生产的标准逻辑功能实现方法所带来的优点。然而，考虑到当今ic37要求缩短产品开发时间，使用可靠的 IP 则可节省时间，减少开发人员数量，延长产品市场寿命。

　　回顾历史

　　设计师使用的商业IP的第一种形式是验证模型。在1980年代后5年，诸如EIS Modeling公司，这类小公司出售为许多模拟器和仿真器编写的逻辑仿真模型。由于标准的建模语言刚刚出现，大多数模型都只适用于使用自己的建模语言的专有仿真器。因此，供应商无法反复使用其开发成果，利润过于微薄，使大公司无法从事这一业务。当业界采用Verilog 和 VHDL 语言后，使用专有建模语言的仿真器就从市场上消失了。使用 VHDL 和 Verilog 语言的建模公司则具有其工程成果都有较大的重复使用性的优势，因而继续从事这一业务。

　　逻辑综合的采用为"预制功能块"提供了另一个市场机会，因为受过培训或掌握专门技能来有效地使用逻辑综合的设计师寥寥无几。未经培训的设计师做出的电路常常达不到最优的尺寸或速度。1991 年，为了支持其推销逻辑综合的努力，Synopsys公司 从一位工程师那里得到了一个很小的逻辑单元库，作为 DesignWare 模块库的基础。DesignWare 产品现已经得到增强和扩展，以满足现在逻辑综合产品的性能。它仍然是一个成功的产品。

　　就在 DesignWare 推出的前一年，有一家小公司，即 HDL Systems公司， 在MIPS 公司特许下，将 MIPS R3000 CPU 的体系结构权作为可综合的模块出售。HDL Systems公司既提供 用Verilog 综合的CPU 模型，又提供用VHDL综合的CPU 模型并作为采用相应综合脚本的源码出售，售价为一次特许费 25.6 万美元。然而就其创办业务情况而言，该公司的销售状况好得令人惊讶，但它从未获得资金去扩展产品系列。最终，飞利浦半导体公司买下了这家公司，并使用 R3000 开发其半导体业务的派生产品。

　　也是在 1991 年，ARM公司 推出了 ARM6，这是一款向那些要在设计中集成处理器的设计师特许销售的微处理器内核。与 HDL Systems 公司不同的是，ARM公司 在 1993 年从 Nippon Investment and Finance公司获得了资金，现在已成为全球第一位的 IP 供应商。居第二位的 Rambus 公司在 1990 开始成为总线规范开发商，以提高 DRAM 至微处理器的连接性能。该公司一直在开发和销售用于高速专用体系结构的接口选件。

　　现有的 IP 供应商和许多小型设计团队都在提供可反复使用的功能块，以便公开销售或提供特许，满足系统设计师的需求。IP 市场规模已经从 1988 年的数千美元扩大到 2003 年超过十亿美元。Data-quest公司 半导体部门副总裁兼研究主管Jim Tully说："在大多数情况下，设计专有功能块来实现IP 市场上随处可以获得的功能是没有意义的。这些功能虽然在一种产品中不会与众不同，但是是系统设计中‘必备’的功能。"

　　IP市场

　　Tully 预计IP 市场在 2004 年增长 28%。表 1 示出了 2003 年10大供应商在IP市场上所占的份额。在 2004 年秋季，ARM公司 收购了 Artisan公司，因而巩固了它在IP市场上的领先地位。三大EDA 公司中的两家公司，即Synopsys公司和Mentor Graphics公司，均位于10大IP供应商行列，并通过收购小型或现成的 IP 公司来增强IP 库。Cadence 公司负责行业营销的高级副总裁 Jan Willis 说："Cadence公司并不把自己看作一个 IP 供应商。我们认为，将IP 与 EDA 融合在一起并不是客户所需要的。"Cadence公司 提供一种能使第三方 IP适用于其客户的程序，即OpenChoice，并强调开发一种能将第三方 IP 方便地集成到客户设计中的环境。

　　IP 行业在其成熟时，似乎在步 EDA 行业的后尘。各大公司正在用收购小公司的办法获得产品与技术。Mentor Graphics公司 IP 部总经理兼 VSIA（虚拟硅接口联盟）主席Michael Kaskowitz说："你可以用一家大型公司开发同一技术的费用来购买一家小型公司。"小公司一般在产品开发期间都会耗尽财力资源，无法生存到 IP 盈利的那一天。

　　企业收入只是 IP分析市场的方法之一。另一种方法涉及到根据所售产品的类别将IP市场划分为数字分市场、模拟分市场、存储分市场和验证 IP分市场。所售的大多数 IP 块属于数字分市场。就销售的或提供特许的数量而言，微处理器内核居首位，随后是DSP功能块。除了 ARM公司 和 MIPS公司 以外，其它公司，如 Tensilica公司以及供应FPGA的Altera公司 和 Xilinx公司，也销售大量的微处理器内核。Altera 公司提供 Nios 处理器，而 Xilinx 公司的客户可以将Xilinx公司从 IBM公司获得特许的PowerOne 处理器集成到自己的FPGA 设计中。