对于使用第三方来源进行 SoC 设计的团队来说，半导体知识产权（IP）的质量是一个主要问题。对于高度可配置的 IP 类型来说，质量更加重要，因为客户会灵活配置它，以满足其系统和市场的独特要求。
片上互连结构是高度可配置的 IP 最常见的例子，其质量对于实现 SoC 的首次成功至关重要。
彻底验证至关重要，因为与减少 tape out 的成本相比，可配置性的初始成本微不足道。可配置性使客户能够以更多的方式进行创新；然而，其使用也使 corner case 验证变得极其重要。
提高 IP 质量的过程漫长而艰巨，大部分责任都落在了 IP 供应商身上。
为了获得足够的质量，使用在量产 SoC 设计中已经证明的可配置 IP 至关重要。如果它已在大量 SoC 中量产，并在多个设计和产品级别进行了验证，那么它已经“证明”了可配置性。
每个客户都会为新 IP 做出风险权衡——他们希望最先进的功能来应对新市场吗？还是想要一些经过验证且风险较小的东西吗？如何决定？
介绍 7 个级别
如果您的团队想承担最少的风险并及时进入市场，那么它必须在七个级别的验证上评估 IP。
如果用户希望在整个 SoC 生命周期内对质量感到更有信心，那么 IP 必须通过下面的所有七个验证级别：
- 单元级别——对于构成可配置 IP 的单元，这个基础级别至关重要，因为在这里发现的错误或问题将导致后续级别的问题。
- 模块级——这是在实际用户配置中生成的，该配置将根据所需的性能参数和拓扑结构在 SoC 中实现。在这个级别，可配置的 IP 与设计中其他 IP 的功能配合。应首先由供应商验证，并应基于具有代表性的设计示例，结果应随时提供给客户。
- SoC 级——IP 供应商应使用一些示例 SoC 设计（理想情况下，由客户提供）来验证具有代表性的客户配置，以验证性能和质量。这包括设计性能验证。
- 设计流程工具验证——这包括测试用于配置和生成 IP 的任何工具，无论工具套件是由命令行、图形用户界面（GUI）还是两者兼而有之。
- 互操作性——IP 供应商需要演示 AMBA 和客户专有协议等事务和通信协议的测试结果。此外，应演示 EDA 工具和与关键合作伙伴的验证 IP 集成。
- 客户模块和 SoC 验证——客户应该能够以相同或更高的信心实现、集成和验证客户配置的 IP，就像是自己内部团队开发的一样。
- 客户、系统级用户和质量体验——包括系统架构和终端客户系统生命周期测试。
验证序列中最重要的部分是最后两个客户阶段。在这里，知识产权公司在其内部验证计划中拥有人员、文化、流程和执行至关重要，这不仅要确保 IP 供应商提供高质量的 IP，还要使客户能够轻松验证自己的 IP 自定义配置。这是一个长期的过程，需要 IP 供应商和用户之间建立信任关系，因为尽管用户可以执行各种测试和验证，但在他们成功部署足够数量的 IP 之前，他们不会知道会遇到什么问题。
这就是为什么为小众目标应用设计的供应商经常在最初目标市场空间之外遇到部署问题。
质量需要时间
与对 SoC 交付的潜在影响相比，可配置性的初始成本相对较小，因此在流程、过程、时间和经验方面提供证明至关重要，以确保客户信心。
此外，任何新事物的技术优势必须远远超过对功能、质量和交付时间表的潜在风险。这些是建立一家强大的 IP 公司需要大约 10 年时间的主要原因：供应商不仅必须构建产品，还必须将其设计成足够广泛的应用。然后，客户必须成功交付 SoC，最终整合芯片。最后，客户必须交付足够的数量，以证明质量对其系统业务有积极影响。只有这样，质量才能被正确量化。
在这个过程中，IP 供应商必须跟上重大的技术变化和具体的客户要求，同时保持强大的支持和无可挑剔的质量。这不容易完成。因此，像 ARM、Synopsys、Imagination、Tensilica 和 Arteris 这样的成功公司并没有迅速建立起来。
这是因为产品需要时间才能达到七个级别的验证和产量成功。
商业与内部开发
实现这些验证水平需要可配置的 IP 供应商经历在各种系统中实施的广泛 SoC 设计，理想情况下，这会产生更高质量的产品。除最大的半导体公司外，所有 IP 供应商都很难达到这一水平的质量，因为内部团队看到的设计数量相对较少，种类相对狭窄。
经验法则：成功设计系统的多样性和数量越大，可配置性的质量和最终价值就越大。
互操作性和生态系统
可配置的 IP 只是构成整个 SoC 的数百个组件和子系统之一。因此，它周围的生态系统非常重要。必须测试与其他接口，并确保互操作性。特别是，ARM 的 AMBA 标准已成为最广泛采用的标准，因此供应商监控和实施 ARM 标准开发流程非常重要，以确保客户整合没有问题。
客户还使用各种 EDA 工具和方法，这些工具和方法必须使用可配置的 IP 进行测试，以确保平稳的互操作性。客户希望专注于设计，不需要被互操作性问题所转移。生态系统测试和验证符合所有相关人员的最佳利益，因为无缝集成加速了所有相关 IP 的使用。在互操作性问题开始影响开发计划之前，供应商需要在流程的早期完成此操作。
质量使商业 IP 成为可能
当然，验证和质量并不是采用的唯一考虑因素。新技术和标准不断涌现，可配置性必须支持这种持续的演变。提高质量和生产力的创新也必须转化为降低 SoC 成本。因此，知识产权的选择涉及技术效益、成本降低和质量风险之间的权衡。
如果技术效益足够高，质量风险就值得承担。例如，低功耗处理器内核、可配置处理器、高性能 GPU 和片上网络互连曾经是小公司开发和销售的未经证实的技术。今天，它们在一些有史以来最复杂的 SoC 中得到了证明，导致了更大的客户群体和采用、卓越的质量以及更高的技术投资和创新的良性循环。秘密在于，所有这些技术都是通过坚实的质量计划和全球支持组织发展起来的。
一个由优质 SoC 组成的优质电子系统需要由经过充分验证的组件制成。然后，对于芯片设计工程师来说，通过七级 IP 验证来仔细检查任何候选 IP 至关重要。
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来源：数字芯片实验室
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