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。
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。
然而,Altera 和 Xilinx 都没有出现在收入最大的10家供应商行列,这是因为 ASIC 市场与 FPGA 市场的定价存在差异。面向 FPGA 市场的 IP 块的售价要低得多,因为 FPGA 厂商都通过 IP 价格打折来促进半导体销售。VSIA 主席 Kaskowitz 评论说:“大型 IP 供应商不能进入 FPGA 市场,因为 Altera公司、Xilinx公司和其它公司为促进自己部件的销售,均对 IP 价格打了很高的折扣。在 FPGA 市场上,相同功能的 IP 价格只有 ASIC 市场价格的五分之一,这是很平常的现象。”但不幸的是,低利润率使行业内大公司不愿意进入这一分市场,并将这一分市场留给小供应商,而小供应商没有能力为设计师提供高质量的支持。因此,设计师选择能提供所有必需的 IP 块来简化集成过程的FPGA供应商就是至关重要的。
Rambus 公司在接口协议 IP方面居领先地位。大多数小IP 供应商都进入IP市场的这一分市场,因为开发一个功能块的初始投资要比开发一款微处理器或 DSP低。提供功能块之间的整合性和提高数据传输速度这一要求,需要人们开发一系列标准,如 PCI Express 和 AMBA(先进微控制器总线架构),而这些标准进一步促进了这一分市场的成长。模拟 IP 是IP市场中正在成长的分市场,尽管还没有一个专业产品供应商进入收入最大的10家公司行列。SOC 设计需要越来越多的模拟功能,而有才干的模拟设计师数量大大低于所需的数量。根据 Qualcore公司 首席执行官 Mahandra Jain 说,“许多公司都缺乏模拟方面的专门知识与技能,所以不得不从外面购买 IP 或将设计外包。”
True Circuits 公司是另一家主要的模拟 IP 供应商,它的产品正在获得广泛的关注。由于 SOC 设计中存储器占有相当大的部分,所以提供自纠错或自保护的存储器就很重要。诸如 Virage Logic、CEVA 和 Kilopass 等公司都为这一市场服务。验证 IP 在克服验证与质量问题方面起着重要的作用,这些问题都是 IP 反复使用的障碍。将第三方 IP 集成到设计中是件困难的事,而验证 IP则可以显著简化这一过程(附文《从验证结构开始的 IP 方法》)。采用验证反复使用可以使客户和供应商越发领悟到 IP 的突出好处。有些公司,如Deanli Software 公司,提供了一种方法,用来测试并验证通过一根总线(如PCI)通信的所有块的功能是否正常,是否遵从协议。
要求系统公司继续遵守摩尔定律去开发竞争性的产品,这是 IP 市场的重要推动力。130纳米工艺和 90 纳米工艺都可提供很大的裸芯面积,以致工程师能在一个裸芯上实现非常复杂的系统。“SOC”这一术语描述的就是采用这些深亚微米工艺制造的产品。不出两三年,刚面世的 65 nm工艺将会在生产中普遍使用,而且仅仅使设计问题复杂化。大多数的工程团队都没有时间和知识从头开始开发 SOC,因此他们要反复使用功能块来缩短开发时间。
有些问题会减慢IP市场的增长速度。一个主要的问题是:如果不把IP块集成到完整设计中,就难以对IP块作出评价。Toshiba America Electronics Components 公司 ASIC 与代工业务部门副总裁 Richard Tobias 说:“一般来说,当你购买 IP 时,你也会得一个与之配套的测试台。很显然,该 IP 是与该测试台一起工作的。因此,根据该供应商说,(它)搞出了一个能用的 IP。IP 供应商几乎从来不提供与普通系统进行集成的范例。”IP供应商试图通过提供客户所选代工厂能成功生产的硬 IP,来减少设计师的种种担心。许多设计师都有这样的看法:这类IP能正常运用,并能成功地制造出来,但这一看法是错误的,事实上它可能会产生另外的问题。Tobias说:“硬IP意味着它是不能修改的,所以,如果在将功能块与设计的其它部分组合在一起时,不能移动一根引脚,或者不能修改一个缓存器,那你就难以使定时正确。”Qualcore公司的Jain也表示赞同:“客户认为购买IP就像购买一个元件一样,但情况并非如此。硅片可不是印制电路板。”
正如图1所示,开发商需要在产品的整个寿命期间投资进行支持与维护。Synopsys公司负责业务发展的总监 John Weekley指出:“IP产品将继续一边使用一边演进,不断发现问题和解决问题,像任何发展中的技术一样需要进行更新和完善。”