芯片IP核是什么？有哪些类型？全球十大厂商一览

2023-04-27 19:30:07 作者：C-C 6330

1 什么是IP核

IP核的概念起源于产品设计的专利证书以及源代码的版权，IP核通常已经通过了设计验证，设计人员可以基于IP核进行专用集成电路或现场可编程逻辑门阵列的逻辑设计来减少设计周期。

IP也就是Intellectual Property(知识产权)。在半导体行业中，IP核是一类具有特定功能的、可重复使用、已被验证的芯片模块的知识产权。

随着芯片复杂度提升，不同芯片模块形成不同组合应用于不同的终端应用场景，又将形成新的 IP 核。计算机基于冯诺依曼架构，由运算、控制、存储、输入、输出五大功能模块组成。芯片内部底层功能按照上述模块化划分包括数学运算 IP(浮点、整数、逻辑运算等)、存储器 IP(LPM、ROM、RAM、FIFO、FLASH 等)、数字信号处理 IP(FIR、CIC、NCO、FFT 等)、数字通信 IP(编译器、编码器等)、视频和图像处理 IP(接口、滤波器、混合器、采样器等)、输入/输出 IP(时钟控制、锁相环、收发器等)，接口 IP(ASI，以太网 IP，PCI 编译器等)，调试 IP 核等等。

IP核

2 IP核的分类

IP 核按照固化程度划分，可以分为软核、固核与硬核三类。

(1)IP软核是用 Verilog/VHDL等硬件描述语言描述的功能块，如逻辑描述，它不涉及具体电路元件，不包含任何物理实现信息。沿用 Excel 的类比，IP 软核即为该图表模板的底层开发代码。

(2)IP 固核是以电路元件实现的功能模块。因为有一定的功耗约束、温度条件等，用户能够设置IP软核中的相应参数，将其转换成用逻辑门和触发器达成的电路，也就是在约束条件下何种电路能够产生最优效果，形成部分关键路径的预先布局布线，其他部分仍然可以由编译器进行优化处理，通常以门级电路网表的形式提供给客户。IP 固核可以看作是将底层代码中图表设置为柱形图(也可以选择其他多个参数，部分固定)，并生成相应简单模板。

(3)IP 硬核与制造工艺相关(例如 CMOS 工艺)，完成了布局布线，提供电路设计的最终阶段产品—掩膜，进而进行光刻，生产芯片颗粒。IP硬核的灵活性虽然不高，但也能够针对特定工艺或特定 IP 供应商进行功耗和尺寸的优化。简单的理解IP硬核就是IP 硬核就是完全设定好的某一Excel图表模板，能够重复使用，能实现特定功能。

IP核

3 IP核作用

IP核与EXCEL图表模板相似，相当于Excel中的某一图表模板(例如柱状图模板)，仅需按照特定需求、数据（功耗、温度、尺寸、工艺等参数，即 Excel中选取的数据、标题、图例等）设定参数，就能够直接生成芯片模块，实现特定的功能(即自动生成Excel图表)，不需要从零开始进行设计。IP核可以通过协议由一方提供给另一方，或由一方独自占有。IP 由于性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵，是集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力体现。

IP核