IP內(nèi)核模塊ip內(nèi)核模塊的特點及復(fù)用面臨的問題

理論上，ip 模塊的出現(xiàn)可以減少研發(fā)成本，降低研發(fā)時間，可適度節(jié)省成本。不過，在實際應(yīng)用中，由于芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增強，也有可能導(dǎo)致測試成本增加，及生產(chǎn)成品率下降。雖然，使用基于ip 模塊的設(shè)計方法可以簡化系統(tǒng)設(shè)計，縮短設(shè)計時間，但隨著soc 復(fù)雜性的提高和設(shè)計周期的進一步縮短，也為ip 模塊的重用帶來了許多問題: (1) 要將ip 模塊集成到soc 中，要求設(shè)計者完全理解復(fù)雜ip 模塊的功能、接口和電氣特性，如微處理器、存儲器控制器、總線仲裁器等。 (2) 隨著系統(tǒng)的復(fù)雜性的提高，要得到完全吻合的時序也越來越困難。即使每個ip 模塊的布局是預(yù)先定義的，但把它們集成在一起仍會產(chǎn)生一些不可預(yù)見的問題，如噪聲，這些對系統(tǒng)的性能有很大的影響。ip 模塊的標準化可以在一定程度上解決上述問題。過去，各個芯片設(shè)計公司、ip 廠商和eda 公司以自己內(nèi)部的規(guī)范作為設(shè)計標準，但隨著soc 設(shè)計的中心向用戶端的轉(zhuǎn)移，ip 模塊的廣泛使用，以及越來越多eda 工具的出現(xiàn)，這些內(nèi)部標準已經(jīng)無法適應(yīng)soc 設(shè)計的需要。 為了解決ip 模塊的接口和通信協(xié)議問題，soc 的主要供應(yīng)商開發(fā)了自己的soc 片上總線結(jié)構(gòu)標準，如ibm 的core connect 和arm 的amba，這些總線結(jié)構(gòu)通常與一個處理器體系結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，如powerpc 或arm。對公共通信原理、公共設(shè)計格式以及設(shè)計質(zhì)量測量和保證的統(tǒng)一方法的需求推動了soc 標準化的發(fā)展。所以，國際上出現(xiàn)了多個類似vsia 這樣的soc標準化組織，vsia 于1996 年成立，目前有200 多個成員，其目標是建立統(tǒng)一的系統(tǒng)級芯片業(yè)的目標和技術(shù)標準，通過規(guī)定開放標準，方便不同ip 模塊的集成。

ip內(nèi)核模塊有3 種不同形式:軟ip 核(soft ip core)、固ip 核(firm ip core)和硬ip 核(hard ip core)。 1.軟ip 核 軟ip 核主要是基于ip 模塊功能的描述。它在抽象的較高層次上對ip 的功能進行描述，并且已經(jīng)過行為級設(shè)計優(yōu)化和功能驗證。它通常以hdl 文檔的形式提交給用戶，文檔中一般包括邏輯描述、網(wǎng)表，以及一些可以用于測試，但不能物理實現(xiàn)的文件。使用軟ip，用戶可以綜合出正確的門電路級網(wǎng)表，進行后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，并借助eda 綜合工具與其他外部邏輯電路結(jié)合成一體，設(shè)計出需要的器件。雖然，軟ip 的靈活性大，可移植性好，但同硬ip 相比，因為它不含有任何具體的物理信息，所以如果后續(xù)設(shè)計不當，很可能導(dǎo)致設(shè)計失敗。另外，后續(xù)的布局布線工作也將花費大量的時間。 2.硬ip 核硬ip 核主要是基于ip 模塊物理結(jié)構(gòu)的描述。它提供給用戶的形式是電路物理結(jié)構(gòu)掩模版圖和全套工藝文件，是可以拿來就用的全套技術(shù)。其優(yōu)點為，完成了全部的前端和后端設(shè)計，已有固定的電路布局局和具體工藝，可以確保性能，并縮短soc 的設(shè)計時間。但因為其電路布局和工藝是固定的，同時也導(dǎo)致了靈活性較差，難以移植到不同的加工工藝。 3.固ip 核 固ip 核主要是基于ip 模塊結(jié)構(gòu)的描述，可以理解為介于硬ip 和軟ip 之間的ip 核。固ip 一般以門電路級網(wǎng)表和對應(yīng)具體工藝網(wǎng)表的混合形式提交用戶使用。以便用戶根據(jù)需要進行修改，使它適合某種可實現(xiàn)的工藝流程。近年來電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期不斷縮短，而系統(tǒng)芯片的復(fù)雜程度卻在增長，為了緩和這一矛盾，soc 設(shè)計普遍采用基于ip 模塊的設(shè)計方法。因為ip模塊是預(yù)先設(shè)計好的，并通過了驗證，設(shè)計者可以把注意力集中于整個系統(tǒng)，而不必考慮各個模塊的正確性和性能，這除了能縮短soc 芯片設(shè)計的時間外，還能降低設(shè)計和制造成本，提高可靠性。ip 重用技術(shù)使芯片設(shè)計從以硬件為中心，逐漸轉(zhuǎn)向以軟件為中心，從門級的設(shè)計，轉(zhuǎn)向ip 模塊和ip 接口級的設(shè)計。

IP-PBX最顯著特征是成為一個集成通信系統(tǒng)，通過電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，僅需要單一設(shè)備即可為用戶提供語音、傳真、數(shù)據(jù)和視頻等多種通信方式。還可以建立中、小型的呼叫中心，并且造價低廉。通過與網(wǎng)絡(luò)軟硬件的充分結(jié)合，提高了工作效率，節(jié)約了通信成本(省時、節(jié)費)。

IP-PBX使用TCP/IP協(xié)議，利用包交換的原理，在以太網(wǎng)上實現(xiàn)了語音的功能。IP PBX構(gòu)建于開放的編碼，因此能夠降低過高的設(shè)備、維護和升級等費用。每一個重量級計算機和通信廠商都可以向IP PBX領(lǐng)域拓展。

由于IPPBX建立在一個開放的標準IP上，所有的產(chǎn)品都遵循相同標準，互操作性強，采用IP PBX可以大大節(jié)省以前使用傳統(tǒng)產(chǎn)品時維護專有設(shè)備的費用。

IP-PBX的擴展性能好，當需要在已有的PBX上擴充多個分支電話時，老的PBX設(shè)備大多不支持這種擴充，必須換掉內(nèi)部模塊，這是一筆不小的開銷，而若采用IP PBX，只要用一半左右的錢就夠了。而且IP PBX能直接使用便宜的普通模擬電話，不像傳統(tǒng)PBX需要配備昂貴的專用數(shù)字電話。IP PBX還有一個非常吸引人的優(yōu)點是，它可利用其VoIP功能用市話價格撥打長途電話，極大節(jié)省了長途通訊費用。