基于元数据描述标准的专用集成电路IP核库建设

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1、基哥霓数据描述标准缝专用集成奴路lP核霹建设周萌(工业和信息化部软件与集成电路促进中心，北京，100038)文摘：探讨IP核元数据标准应用在航天领域IP核集成过程中的方法。并根据航天领域内IP核开发与集成的特点，重点讨论自主开发IP核库建设与管理的方法。关键词：集成电路IP核；元数据标准；IP核库。1IP核使用过程集成电路IP(IntellectualProperty)是集成电路知识产权模块的简称。集成电路IP的定义是：经过预先设计、预先验证．具有相对独立的功能。接口符合标准，具有商业流通能力的电路模块。在产业界。IP又常被称为SIP(Sil

2、iconIP)或VC(VirtualComponent)。一般来说，讲从设计规范到最终集成在芯片中必须经过如图l所示的6个环节．其中IP开发、P集成与IP测试等三个环节分别由IP供应商与口集成商两个角色完成。都要遵循可重用设计与测试方法学。类似的方法学包括了：业内Synopsys公司提出的面向ASIC应用的重用方法学II】以及Motorola的半导体重用标准(SemiconductorReuseStandard)【2lo图1集成电路IP核的使用周期及相关的标准而在IP应用过程中．还存在着三个中间环《航天标准化》2012年第2期节：IP封装与发

3、布一IP评估与选择--+IP交易与获取。尽管这三个环节不直接决定上游IP的功能规范和下游芯片的设计与生产．但在IP成功应用过程中起到了关键连接作用。三个环节的主要功能包括：·IP发布．需要为m产品提供“包装(Package)”，提供对m的元数据和交付项信息的形式化描述：·IP评估与选择．从用户和开发商两个角度对IP功能和质量进行评估．确保口适用于用户的设计环境和应用．并能在多个备选方案中帮助用户选择出最合适的IP：·IP交易与获取．提供基于网络的IP交易与获取服务。只有通过这兰个环节．对于用户而言才能够真正实现IP可用。但是由于三个环节不属于

4、传统的集成电路技术研究范畴．因此相应的技术与标准研究落后于产业实践与发展。不过最近几年来。为了进一步推动IP的应用。国际上开始注重上述环节中相关标准和技术研究。下面仅简单介绍其中的三项标准：IEEE1685—2009【3】、IEEE1734—2011t4】和IPQ项目嘲，并以标准为基础进一步说明IP核库的概念与实践。一12一2集成电路lP核相关标准近年来．为了规范集成电路IP核的使用过程。国际上提出了若干IP核元数据描述标准。这些元数据标准被应用在商业集成电路IP核的评测与管理系统和工具中。这些标准与IP应用过程各环节的对应关系如图l所示。图

5、1中．IEEE1685是口核设计与配置的元数据描述标准，应用于IP封装与集成过程；IEEE1734是IP质量度量与评估结果的元数据描述标准，可应用于对IP核的评估与选择；IPQProject则是欧洲多所大学和公司联合开展的关于IP核交易与系统集成的基础研究项目．在该项目中提出了IPO格式以及以IPO格式为基础的IP核网上交换与获取系统。这三项标准尽管在应用上有不同侧重．但在技术上有着以下相似的共同点：·都是由多个企业和组织联合发展制定的面向特定环节的元数据描述标准：·都采用了XML技术．IPO格式基于XMLDTD描述其基本数据结构．IEEE1

6、685和IEEE1734都是基于XMLSchema技术：·由于采用了XML技术．因此三项标准都支持工具的自动分析和基于网络处理。从IP技术发展过程来看．上述IP应用三个中间环节的实践载体就是“IP核库”。口核库是一个IP信息集中存放的数据库．IP核库应当具备的基本特征：①提供IP核信息的集中存放、检索与获取：②为IP核用户提供如评估、选择等基础服务：③能够为m核应用的上下游环节(开发与集成环节)提供技术支持。目前比较成功应用的口核库．首先是FPGA器件厂商随同其开发环境提供的面向n'GA开发的IP核库．这类IP核库能够提供完整的服务，实现较为

7、理想的以口为中心的设计流程。其次是诸如Foundry自身建设的面向其特定工艺的口核库、EDA工具提供的设计与验证IP核库。这类口核库能够有效地整合自身与第三方的口核资源。目前．还有一些新兴的网络IP核信息提供商提供的口核信息库具备了上述IP核库的部分特征，也能够提供坤核信息的集中检索服务。此外，Design＆Reuse还提供IP核评估服务．一13一基王虚丝蕴蕴12c筮蕉鲤童厦差鹱盛盛翌蕴筐定理：厦壶而Chipestinmte则能够提供基于口设计的系统级工具服务。上述的技术标准与IP核库实践为构建新的专用IP核库提供了理论与实践基础．但是航天领

8、域内使用IP技术不可避免的要考虑其专用领域内的特殊性。3航天领域内IP核的特征航天领域内电子设备的应用环境对于安全和可靠性要求很高．而且航天电子设备的工作环境又十分