工程師設計手冊：集成“硬”IP模塊的幾點建議

　　對“硬”IP模塊—那些以GDSII數據庫形式提交的模塊—的集成，讓系統設計工程師能夠把某些過去不得不在公司內部開發的模塊外包出去，從而把重點放在他們的核心競爭力上。因此，購買和集成硬IP模塊正成為SoC設計工程師的一種工作方式。從A/D轉換器到ZigBee收發器，幾乎每一種功能都有現成的IP模塊。

　　選擇合格的IP供應商對于成功地實現IP集成是頭等大事。為了實現該目標，虛擬插座接口聯盟（VSIA）和無晶圓廠半導體協會（FSA）正與企業攜手開發針對硬IP模塊及其供應商的標準和客觀的質量衡量標準。

　　過去幾年在提交這種IP期間，Impinj公司經歷了各種IP的集成，其中，不乏一帆風順的成功案例和損失慘重的敗績。如果遵循下列建議，就可以避免大部分的問題。

　　建議

　　1. 要閱讀所有的文檔

　　據Impinj估計，在集成過程中出現的問題當中，大約75%的問題來自用戶沒有完全閱讀所有的文檔，這些文檔不僅僅包括數據表，還有所發布的各種注釋。大多數IP供應商在提交清晰和簡潔的文檔方面表現出色，設計工程師和項目經理通過閱讀這些文檔將獲益匪淺。

　　2. 要完全驗證工藝細節

　　跟軟IP不一樣，硬IP模塊通常是針對特定的工藝節點—包括代工廠、幾何尺寸、特性和I/O選項—開發并進行質量認證的。在先進的工藝節點，這些細節變得更為重要。

　　3. 要了解你要集成的IP模塊的成熟度

　　確保項目的風險容許量與整個IP模塊的風險相一致。VSIA正在開發一種硬IP質量衡量標準，以便對IP模塊質量的優缺點提供一個客觀的評價。

　　4. 要利用由IP供應商提供的仿真工具

　　大多數IP提供商在提交最終硬IP模塊時，甚至之前，就一起提供Verilog模型和測試平臺。在初始設計階段，利用這些工具就能夠對功能和時序要求進行100%的確認，并增加最終流片成功的可能性。

　　5. 要規劃好測試方式

　　所有的IP模塊都需要經過測試，因此，掌握每一個模塊的特定測試要求是至關重要的。采取這種方式進行設計，你就可以把數據提交給IP模塊并觀察從其返回的信號。有時侯，這些模塊可以被集成到標準的掃描鏈中；而其它的情形可能需要專用的測試模式。

　　對于大多數硬IP集成流程，關注的焦點在于前端的規劃，在實際的IP集成過程中，大部分的問題都出現在這個階段。通過遵循這里提出的一些簡單的指引，大部分的問題都可以避免。

　　不建議

　　1. 認為IP模塊不存在版圖的限制

　　許多硬IP模塊都存在不允許走高速或高噪聲信號的“禁止布線區”。IP模塊也可能需要針對晶圓平坦度的特殊定位，而如果在版圖中出現IP模塊的旋轉的話，其性能就會下降。如果提前掌握IP模塊的版圖限制條件，圍繞其進行規劃就容易得多。

　　2. 認為針對IP模塊的物理集成方法與SoC的其它部分相同

　　首先，最重要的是要對GDSII層映射進行匹配。例如，對于高性能模擬模塊，IP供應商通常采用定制DRC或LVS平臺來驗證其設計。這些平臺通常與標準代工廠的平臺兼容，但是將生成一系列已知的錯誤和違規。IP供應商應該在整個設計工具包文檔中包含各種預期的違規。

　　3. 忽視IP模塊周圍的金屬覆蓋

　　必須確保兩個條件：（1） IP模塊本身滿足所有需要的金屬覆蓋規則；（2） 在IP模塊周圍，整個SoC已經包含了足夠的填充金屬，以保證整個設計將滿足所有區域中的覆蓋規則。

　　4. 認為已經包含了ESD和止鎖焊盤

　　采用Impinj公司的IP模塊，我們希望集成商提供經過驗證的ESD和對所有焊盤的止鎖保護功能，高電壓輸入除外。

　　5. 忽視電壓的要求

　　IP模塊將詳細說明模塊輸入端的電壓要求。在SoC電源引腳和內部IP互連之間的電壓降可能造成IP上的電壓落在規范要求之外，即使主供電電壓在規范之內。此外，要核查電源上電順序的要求。理想情況下，要從開始就了解IP模塊對電源上電順序的要求，以確保其滿足整個應用的要求。