Lõi tài sản trí tuệ là gì?
Lõi tài sản trí tuệ (IP core) là một khối chức năng của logic hoặc dữ liệu được sử dụng để tạo ra một mạch lập trình lại (FPGA) hoặc mạch tích hợp ứng dụng (ASIC) cho một sản phẩm.
Thường được sử dụng trong ngành bán dẫn, một lõi tài sản trí tuệ là một đơn vị logic hoặc thiết kế bố trí mạch tích hợp (IC) có thể tái sử dụng. Nó là tài sản trí tuệ của một bên và có thể được cấp phép cho bên khác sử dụng trong các IC và bán dẫn của họ.
Giải thích về lõi tài sản trí tuệ
Trong các thiết kế IC hiện đại, ngày càng nhiều chức năng hệ thống được tích hợp vào các chip đơn. Loại thiết kế này được gọi là thiết kế hệ thống trên một chip (SoC). Hầu hết các chip SoC bao gồm một bộ vi xử lý tiêu chuẩn và các chức năng tiêu chuẩn hóa, cho phép tái sử dụng thiết kế giữa nhiều IC của nhiều nhà cung cấp khác nhau trên cơ sở cấp phép. Trong các hệ thống này, các lõi tài sản trí tuệ được thiết kế trước đóng vai trò quan trọng.
Một lõi tài sản trí tuệ thường là một mô-đun độc lập là một phần của một thiết bị hoặc hệ thống lớn hơn, chẳng hạn như một bộ xử lý hoặc IC phức tạp khác. Nó bao gồm mạch điện tử mà việc sử dụng của nó được cấp phép bởi nhà thiết kế gốc cho các công ty khác. Nhà thiết kế sẽ thử nghiệm lõi tài sản trí tuệ trước khi cấp phép cho người khác.
Hầu hết các lõi tài sản trí tuệ được phát triển bằng cách sử dụng các ngôn ngữ mô tả phần cứng (HDL), như VHSIC HDL, Verilog hoặc SystemVerilog. Một HDL tương tự như một chương trình phần mềm máy tính. Một ngôn ngữ đặc tả cấp cao, như C, cũng có thể được sử dụng để phát triển một lõi tài sản trí tuệ.
Ví dụ về các lõi tài sản trí tuệ
Các ví dụ phổ biến về lõi tài sản trí tuệ bao gồm:
Bộ thu/phát không đồng bộ đa năng
Giao diện Peripheral Component Interconnect
Các bộ điều khiển bộ nhớ và đơn vị đồ họa 3D cũng là các loại lõi tài sản trí tuệ. Một bộ xử lý hoàn chỉnh có thể là một lõi tài sản trí tuệ.
Lợi ích của các lõi tài sản trí tuệ (IP core)
Các lõi tài sản trí tuệ hỗ trợ việc tái sử dụng thiết kế. Các kỹ sư điện tử và nhà thiết kế sử dụng chúng để triển khai các thành phần của logic và IC một cách nhanh chóng hơn. Vì chúng cho phép tái sử dụng các thành phần đã được thiết kế trước, nên góp phần phát triển ngành tự động hóa thiết kế điện tử.
Một công ty mua giấy phép lõi tài sản trí tuệ thường nhận được tất cả những gì cần thiết để thiết kế, kiểm tra và triển khai vào sản phẩm của mình. Họ cũng có thể nhận được các tài liệu sau:
Mẫu logic và mẫu kiểm tra
Thông số kỹ thuật của tín hiệu
Ghi chú thiết kế và các tài liệu khác
Danh sách các lỗi hoặc hạn chế đã biết
Để đạt kết quả tốt nhất, một lõi tài sản trí tuệ cần hoàn toàn linh động, có thể dễ dàng tích hợp vào bất kỳ công nghệ của nhà cung cấp nào hoặc phương pháp thiết kế nào để tái sử dụng.
Các loại lõi tài sản trí tuệ
Có ba loại lõi tài sản trí tuệ chính:
Lõi tài sản trí tuệ cứng (Hard IP core)
Lõi tài sản trí tuệ cứng là biểu hiện vật lý của thiết kế tài sản trí tuệ. Chủ sở hữu thường cung cấp lõi này như một thiết kế bố trí đã được ánh xạ vào một công nghệ quy trình nhất định. Một nhà cung cấp khác có thể cấp phép sử dụng lõi này trong bố trí cuối của chip.Lõi cứng không linh động như hai loại còn lại. Nhà thiết kế phải cấu hình vị trí và kết nối giao diện với các mô-đun, tín hiệu xung nhịp và tín hiệu đặt lại khác. Nó có vị trí cố định trong FPGA và không thể chuyển sang các FPGA khác hoặc tùy chỉnh cho các công nghệ quy trình khác nhau.Lợi thế của lõi tài sản trí tuệ cứng là giảm thiểu yêu cầu bảo trì mã và vi phạm thời gian. Nó giúp tăng hiệu suất, giảm chi phí và dễ dàng sử dụng. Tuy nhiên, nhược điểm là tính linh động kém và có các ràng buộc đã được định trước, nên thường chỉ phù hợp cho các ứng dụng kiểu plug-and-play hoặc thiết kế có yêu cầu cụ thể về thời gian tín hiệu hoặc bố trí vật lý.
Lõi tài sản trí tuệ trung gian (Firm IP core)
Lõi tài sản trí tuệ trung gian, hay còn gọi là lõi bán cứng, có thể được cấu hình và chỉnh sửa cho các ứng dụng khác nhau. So với lõi cứng, nó cung cấp tính linh động cao hơn, cho phép định vị mô-đun trong FPGA và kết nối với các mô-đun khác dễ dàng hơn, đồng thời giảm yêu cầu cấu hình.Tính năng và hiệu suất của lõi tài sản trí tuệ trung gian có thể đo lường được. Với khả năng hỗ trợ sửa đổi, nó được coi là ưu việt hơn so với lõi cứng. Nhà cung cấp thường kiểm tra đầy đủ lõi và công bố các lỗi hoặc hạn chế đã biết trong tài liệu.Tuy nhiên, lõi trung gian cũng có nhược điểm là tính linh động hạn chế hơn so với lõi mềm, không cho phép chỉnh sửa mã nguồn, và có thể gây ra một số vấn đề về thời gian hoặc hiệu suất khi tái sử dụng.
Lõi tài sản trí tuệ mềm (Soft IP core)
Lõi tài sản trí tuệ mềm là loại linh động nhất, vì có thể tùy chỉnh cho bất kỳ công nghệ quy trình nào và tái sử dụng cho nhiều ứng dụng. Nó có thể tồn tại dưới dạng một netlist có thể chỉnh sửa, là danh sách các cổng logic và các kết nối liên quan cấu thành IC, hoặc dưới dạng mã ngôn ngữ chuyển giao thanh ghi (RTL).Với lõi mềm, người cấp phép nhận được mã nguồn, cho phép họ chỉnh sửa lõi để phù hợp với ứng dụng của mình và dễ dàng tích hợp với các mô-đun khác. Nó cũng có thể tái sử dụng cho nhiều loại FPGA.Nhược điểm chính của lõi tài sản trí tuệ mềm là chi phí cao, do nhà cung cấp cung cấp mã nguồn có thể chỉnh sửa. Người mua hoặc người được cấp phép có thể cần mua từng giấy phép lõi tài sản trí tuệ riêng lẻ và bỏ thêm công sức để tùy chỉnh. Hơn nữa, hiệu suất của ứng dụng có thể khác nhau và không đáp ứng được yêu cầu cụ thể của ứng dụng.
Để lại bình luận