可重用的IP如何力助縮短產品設計周期

　　產品市場成功取決于產品發布時間、產品質量、成本、特性集以及產品實現給定特性的程度等諸多因素。在高度競爭的環境中，設計周期的各個方面都應考慮予以優化。在產品開發過程中，重復利用IP一直被視為有效推進設計工作的利器。在本文中，我們把IP重用的理念擴展到系統設計層面。

　　知識產權(IP)是半導體行業的常用術語，IP就是用作芯片設計構建塊的邏輯塊。在詳細探討系統設計中IP使用及其優勢之前，我們不妨先來談談產品開發中OEM制造商所面臨的問題。OEM制造商通常要在極為緊張的時限內完成工作，因為在競爭對手之前發布產品有助于贏得更多市場份額。對產品開發周期和產品上市時間造成巨大影響的因素包括如下：

　　1. 開發階段 – 決定產品實際實現的階段。實現給定特性集的時間要求越來越緊張。在時間壓力下，有的特性可能不得不放棄，有的特性可能尚未成熟，這只會影響產品成功的幾率。

　　2. 測試/驗證階段 – 通常本階段所花的時間與產品質量成正比，本階段可確保產品得到綜合而全面的測試，甚至涵蓋所有極端情況(corner case)。不過，在很多情況下由于受到盡早發布產品的壓力影響，一些特性并未經過嚴格測試就推向市場。

　　3. 開發及驗證成本 –增加可用資源可縮短開發和測試時間。但增加資源會增加最終產品的成本。及時發布產品要是帶來額外的成本同樣會影響產品的成功。

　　4. 合規性測試 – 許多產品在上市之前必須經過多次合規性測試。合規性測試可確保產品的安全使用。此項測試不但會增加額外的成本，而且一旦測試失敗還要對架構進行重新設計，從而延遲產品發布。

　　在嵌入式系統設計中，可重用的IP可以是一個庫、一系列源文件，也可以是較大型設計的一個完整的子模塊。可重用的IP的交付形式可根據市場需要而定。舉例來說，如果某項功能涉及一些專利、具有一定的競爭優勢，那么我們可將其歸納為庫或目標代碼。使用IP的優勢如下：

　　1. 重復利用IP可大幅縮短開發和驗證所需的時間，因為一旦系統開發測試后，就能重復利用，此后只需進行集成和系統測試。重復利用有助于縮短產品上市時間。

　　2. 重復利用IP也有助于逐步增加特性，提前掌握缺陷(如有)。這樣，開發人員就能更新IP，并不斷提高產品質量。

　　3. 專家資源稀缺是產品開發過程中的常見問題。專家了解低層架構細節，重復利用這些專家開發出來的IP有助于系統開發人員在可靠的基礎上打造應用。

　　4. 一些合規性測試無需重復。比如一旦完成IP合規性測試，就無需重復測試，除非IP被修改。對軟件來說，可用IP校驗和輕松驗證修改。在此情況下，重復利用通過合規性測試的IP成為首選，因為這有助于節約成本、工作量和時間。

　　5. IP重復利用有助于縮短開發和驗證時間，由于設計時間縮短，加速了產品上市進程，進而有助于降低系統成本。

　　由于其具備眾多優勢，因此IP重用成為了開發人員顯而易見的選擇。但要充分發揮IP重用的優勢，就要明確定義并精心構建IP，以便重復利用。在打造可重用的IP時，應遵循如下一些一般性設計考慮事項：

　　1. 黑盒子法：應將IP定義為黑盒子，這樣使用IP的較大型系統就不會被實施細節所影響。讓IP實現這種效果的方法就是明確定義有關要求。

　　2. 接口設計：IP旨在用于包含多個IP模塊的較大型系統中。要實現黑盒子設計方法，每個IP模塊必須明確定義接口并確保使用的一致性。就代碼而言，這或許是應用編程接口(API)或函數聲明。

　　3. 模塊化且獨立于處理器：隨著多種微處理器的出現，IP的定義必須確保其獨立于處理器。特定處理器的調用與要求要在低級IP層加以確定并明確定義。這是一種良好的做法，可指導如何將低級IP層移植到新的微處理器上。

　　4. 極端情況測試：獨立的IP可僅就有限的情況進行測試。IP則要考慮系統級測試，代碼覆蓋應有文檔記錄，包括單元測試和系統級測試。雖然IP通常被開發成獨立的模塊，但中必須在系統級測試場景來驗證IP。