可重用的IP如何力助缩短产品设计周期

　　产品市场成功取决于产品发布时间、产品质量、成本、特性集以及产品实现给定特性的程度等诸多因素。在高度竞争的环境中，设计周期的各个方面都应考虑予以优化。在产品开发过程中，重复利用IP一直被视为有效推进设计工作的利器。在本文中，我们把IP重用的理念扩展到系统设计层面。

　　知识产权(IP)是半导体行业的常用术语，IP就是用作芯片设计构建块的逻辑块。在详细探讨系统设计中IP使用及其优势之前，我们不妨先来谈谈产品开发中OEM制造商所面临的问题。OEM制造商通常要在极为紧张的时限内完成工作，因为在竞争对手之前发布产品有助于赢得更多市场份额。对产品开发周期和产品上市时间造成巨大影响的因素包括如下：

　　1. 开发阶段 – 决定产品实际实现的阶段。实现给定特性集的时间要求越来越紧张。在时间压力下，有的特性可能不得不放弃，有的特性可能尚未成熟，这只会影响产品成功的几率。

　　2. 测试/验证阶段 – 通常本阶段所花的时间与产品质量成正比，本阶段可确保产品得到综合而全面的测试，甚至涵盖所有极端情况(corner case)。不过，在很多情况下由于受到尽早发布产品的压力影响，一些特性并未经过严格测试就推向市场。

　　3. 开发及验证成本 –增加可用资源可缩短开发和测试时间。但增加资源会增加最终产品的成本。及时发布产品要是带来额外的成本同样会影响产品的成功。

　　4. 合规性测试 – 许多产品在上市之前必须经过多次合规性测试。合规性测试可确保产品的安全使用。此项测试不但会增加额外的成本，而且一旦测试失败还要对架构进行重新设计，从而延迟产品发布。

　　在嵌入式系统设计中，可重用的IP可以是一个库、一系列源文件，也可以是较大型设计的一个完整的子模块。可重用的IP的交付形式可根据市场需要而定。举例来说，如果某项功能涉及一些专利、具有一定的竞争优势，那么我们可将其归纳为库或目标代码。使用IP的优势如下：

　　1. 重复利用IP可大幅缩短开发和验证所需的时间，因为一旦系统开发测试后，就能重复利用，此后只需进行集成和系统测试。重复利用有助于缩短产品上市时间。

　　2. 重复利用IP也有助于逐步增加特性，提前掌握缺陷(如有)。这样，开发人员就能更新IP，并不断提高产品质量。

　　3. 专家资源稀缺是产品开发过程中的常见问题。专家了解低层架构细节，重复利用这些专家开发出来的IP有助于系统开发人员在可靠的基础上打造应用。

　　4. 一些合规性测试无需重复。比如一旦完成IP合规性测试，就无需重复测试，除非IP被修改。对软件来说，可用IP校验和轻松验证修改。在此情况下，重复利用通过合规性测试的IP成为首选，因为这有助于节约成本、工作量和时间。

　　5. IP重复利用有助于缩短开发和验证时间，由于设计时间缩短，加速了产品上市进程，进而有助于降低系统成本。

　　由于其具备众多优势，因此IP重用成为了开发人员显而易见的选择。但要充分发挥IP重用的优势，就要明确定义并精心构建IP，以便重复利用。在打造可重用的IP时，应遵循如下一些一般性设计考虑事项：

　　1. 黑盒子法：应将IP定义为黑盒子，这样使用IP的较大型系统就不会被实施细节所影响。让IP实现这种效果的方法就是明确定义有关要求。

　　2. 接口设计：IP旨在用于包含多个IP模块的较大型系统中。要实现黑盒子设计方法，每个IP模块必须明确定义接口并确保使用的一致性。就代码而言，这或许是应用编程接口(API)或函数声明。

　　3. 模块化且独立于处理器：随着多种微处理器的出现，IP的定义必须确保其独立于处理器。特定处理器的调用与要求要在低级IP层加以确定并明确定义。这是一种良好的做法，可指导如何将低级IP层移植到新的微处理器上。

　　4. 极端情况测试：独立的IP可仅就有限的情况进行测试。IP则要考虑系统级测试，代码覆盖应有文档记录，包括单元测试和系统级测试。虽然IP通常被开发成独立的模块，但中必须在系统级测试场景来验证IP。