SoC设计中IP复用的作用

在过去的几年里，Ron Collett收集了多达35个半导体制造商的1200多个芯片设计项目的调查数据。他的研究结果中包括15000个IP模块的复用策略。在格勒诺布尔召开的IP 07会议上，Collett在这一研究的基础上发表了一些可靠的结论。令人欣慰的消息是IP复用已经真正地利用起来了，并且也带来了巨大可观的利益。

　　没有人会比Collet更加了解如何去管理大的芯片设计项目。作为Numetrics Management Systems的主席和首席执行官的Collett花费了几年的时间在Dataquest关注有关EDA，ASIC和FPGA方面的调查。1992年，Cellett创建了Collett国际调查咨询公司，致力于为那些半导体和EDA公司开发（IP模块复用）策略。

　　根据Collett的调查，过去的十年间一些公司的IP复用率已经翻倍。下面是复用率增长后产生的一些有记录的确切的结果：
* 项目的资源投入线性递减 （以人周为度量）
* 项目的周期线性递减（表现在入市速度加快）
* 功能设计所需硅片设计数量线性递减
* 计划延期的线性递减（以占有全部计划时间的百分比为度量）

　　IC复杂度在以指数量级增长，IP复用的益处也在增加。然而，这些益处的实现并不是免费的。从2000年起设计团队的规模在成倍增加，而仍有85%的芯片设计项目仍然偏离了他们的计划。一个持久的问题是，并不是所有的模块都具有相同的可复用性。我询问了Collett复用率最高的IP块类型是什么，“内存”，他脱口而出。

　　象内存这样的IP模块，从本质上讲是100%可复用的。通过使用这样的模块，可以获得巨大的设计生产率。而其它类型的模块由于各种各样的原因不能被完全复用。也许是因为功能并不严格的适合一个新的设计，并且模块必须做出相应的调整。也许是因为模块缺乏足够的文档说明，在模块被复用之前，功能规范必须要通过逆向工程而重新获得。

　　在我和Collett的讨论过程中，我断定大多数的微处理器IP同样也属于高复用率的类型。可令人惊奇的是，Collett对我的断言提出质疑。我认为由于微处理器核是现有文档化最好的IP核之一，因而对它的复用比较容易。它们通常有庞大的用户，硬件设计人员和编程手册，随着微处理器核的硬件模块，它还有范例程序，应用手册，软件工具（编译器，汇编程序，链接器，调试器，指令集模拟器），综合脚本以及仿真模型。另外，一个微处理器的功能可以在不改动硬件IP的情况下而通过改变固件的方式来改变。

　　考虑了一会这些观点后，Collett同意了。Collett的理论是，除非IP块完全或者几乎完全被复用，否则，不会产生复用利益，而且，利益曲线是高度非线性的。那么为什么Collett会在这个特殊的IP复用演说台上？Numetrics通过提供咨询和软件帮助那些公司进行芯片设计项目的风险管理，监管项目进度，这会让项目管理者可以利用到来自项目历史数据库的行业基准，看到他们预计的项目周期，生产率和人员估计是否与行业基准一致或者是周期被不合理的浪费了。

　　例如，如果项目周期要求设计团队的产出率是行业标准的三倍，那这就过于乐观了。当然，如果这个团队是由久经考验的火箭科学家组成的话，这个时间表也许是现实的。即使这个设计团队并不个个都是超级明星，但是有一个IP复用最大化的计划仍然有可能使得时间表的实现成为现实。Numetrics也会在这些方向提供咨询服务。