设计无须重新验证的可复用IP(04-100)

　　在当今快速变化的市场，加速设计进程尤其重要。高品质、预构建的可复用知识产权 (IP) 是让设计快速面市的关键因素之一。为提高复用性，IP供应商正在探索新的IP配置方法，不但可半定制IP模块而且能减少代码损坏的可能性。为了在无须重新验证的情况下进一步增强用户可配置性，未来的设计将从可复用IP模块转向IP子系统 (通常称为参考设计)，并最终提供现成的系统级芯片 (SoC)。

　　IP供应商已找到多种配置IP模块的方法来提高复用性，如RTL参数、通过网页界面自动生成网表，以及通过软件GUI生成网表。最灵活的方法是通过测试平台来提供RTL代码，提供最大的使用和复用自由度，但却是在毋需损坏代码的前提下最难更改的。一个较保守的办法是利用脚本或顶级参数来提供RTL代码，这些脚本或参数可根据用户对GUI的输入配置RTL。用户根本不用接触RTL，只要通过GUI选择IP模块的特性和配置，然后由GUI输出脚本设置综合用RTL。虽然这会将配置性限定于IP设计者事先验证的范围内，但用户可拥有所需灵活性，根据其应用定制内核。

　　表1列出了几种IP提供方法，包括需要大量验证的高可配置性RTL代码;以至限定了可配置性的网表，但可减少改变后所需的验证量。每种方法都为用户提供了一定程度的可配置性，但与RTL直接交互的程度则不尽同。减少与RTL的交互是好的，因为这能减少代码损坏的可能性，从而减少所需的验证工作量。

　　有些混合式IP提供方法在提供可配置IP产品的同时，可限制用户对RTL代码的存取。一种方法是让用户通过电子邮件或网页接口输入参数，容许供应商根据用户的参数生成定制的网表。另一个方法是利用软件GUI或工具生成网表代码，而不是RTL代码。

　　无论采取何种方法，IP开发商和系统集成商都得面对验证问题。虽然有不少好方法提供验证过的IP，但随着灵活性增加，用户的要求及验证工作量也会相应增加。规律是IP模块的可配置性越高，用户所需的验证工作量越大。其中的例外是IP供应商在可配置IP模块的预配置部分已执行更高级的验证。

　　在使用IP模块之前，用户需要考虑几个级别的验证。对于某些应用，无论使用何种IP，用户都须对其最终应用进行验证。在这种情况下，用户可能更倾向于改动IP以满足其应用的特殊需要，因为无论如何都要对最终产品进行大量验证。对于另外一些应用，用户的定制化要求与所需的验证应要取得平衡。可以想象验证至少需要为四级，包括：

　　1. 仿真

　　2. 硬件

　　3. 硬件相对于标准测试器

　　4. 第三方验证硬件 (确认或认证)

　　在测试平台上仿真是最简单的，但不及其它验证的确定性好，因为后者可通过硬件对IP进行更彻底的验证。第四级验证是最富挑战性的，因为验证是由第三方执行及完成。可靠的IP供应商会为每一个IP模块提供测试平台，使到用户可在内核实施后快速验证其正确性。对于可配置IP，有些配置需要比其它配置更深入的验证。当供应商对某一IP模块进行鉴定后，测试平台应进行更新以正确仿真同一级别的验证，从而保证非鉴定的配置也是有效的。此外，供应商还应为复杂IP提供测试板，以减少客户进行更高级别验证的工作量。

　　除验证外，IP市场的发展趋势是为更复杂的IP模块执行更多的SoC系统功能。结果使到在模块和系统级经过预验证的参考设计及全盘的SoC方案越来越受到关注。这些完整的SoC方案可减少甚至省去用户的验证工作量，因而大大缩短产品的面市时间。预验证的参考设计和具有标准总线如AMBA等的系统，能使可配置的预验证模块及RTL保持不变。这种多模块SoC IP的配置方式与表1的方法类似，但其参数所定义的功能更大，比如I2C或以太网MAC。系统集成商可在此之上添加不同的模块，使得产品与众不同，并加快推出市场。此举可在配置的同时保持与标准和规范的兼容性。这趋势也突显了可复用IP设计的重要性，能降低对大量验证的需求。

　　内置的可配置性级别及代码和测试平台的文档详细度将决定模块的灵活性，以及复用的易用性。IP开发商的目标是开发出能在多种应用中使用及复用的IP模块，使到更多的客户可以获得预验证、预构建的内核，以满足他们的特殊要求。IP用户必须在功能需要和改动后的验证工作量之间取得平衡，而可配置IP可大大地减少当中的验证工作量。■