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关于IP Reuse

Posted by MaZhaoxin on April 18, 2018

1. 为什么和什么(Why and What)

在芯片的设计过程中,尤其是复杂的SoC芯片迭代设计中,经常需要根据产品定位增加或删减部分功能,如果把这些模块做好后打包放置于某处供其他项目调用,既可以节省开发成本、缩短开发周期,又可以充分验证电路,保证可靠性。

有哪些IP适合这么做呢?BG、DCDC、LDO、ADC、DAC、PLL、XO、SerDes、Aux、TempSensor、ProcessSensor等等。它们的特点就是随处都需要,但对性能的要求不是很高;Layout的Size不会很大,走线不会很复杂,方便随处摆放。

2. 怎么做(How)

想法是好的,关键在于怎么去落实。对于这件事,我的看法是可以分为这么几步进行:准备、开发、发布、维护和更新。

2.1 准备——原始需求收集、分析和整理

在项目开始前,先根据公司产品策略收集可能会用到这个模块的场景,并针对相应的场景提出需求。把需求收集起来后取其并集,如果有无法实现或者代价太大的需求,则另立项目或者再商讨修改需求。最后,应该可以得到一份可以实现的、能覆盖所有目标应用场景的、并且有一定远见的设计需求。

接下来需要把这份设计需求转换为Spec文档,请参与讨论的人会签。会签通过就意味着大家对这个IP的设计目标是认可的。

2.2 开发——从需求到实物,从目标到结果

我个人比较喜欢面向Spec设计,因为Spec文档是客观的可量化的经过会签认可的东西,它意味着如果我的设计是满足Spec的,那么我的设计就应该是满足应用需求的。如果实际应用中出现了问题,追责起来也可以避免扯皮。

一旦确定了Spec,那么设计就专心致志的为满足它而努力就行了。Review和测试时重点检查Compliance table就好了。

2.3 发布——文档、文档、文档,重要的东西说3遍

很多人都讨厌写文档,就如同很多人喜欢思考schematic但不喜欢思考layout。诚然schematic是layout和文档的起点,但是最终制造出来的东西其实是与layout直接相关,调用或后期维护这个模块的人通常直接面对的是文档。

还有一点就是调用这个模块的人有时候(通常)不见得很了解这个模块,更不用说在某些公司在共享IP时还会加密或混淆网表——这时候文档就是使用者手里唯一的稻草。

发布时要附带哪些文档呢?

  • Spec:说明IP的应用场景和基本参数;
  • Release Note:发布说明,记录开发人员的信息、所用软件版本信息、DRC/LVS rule的版本、所调用的Stdcell版本、更新内容等;
  • Design Report:说明内部结构(框图)、原理、接口、使用方法、仿真验证结果等;
  • User Guide:比Design Report简单,侧重于接口和使用方法;
  • Review Report
  • Test Report
  • ECO Report
  • Defect Report:已知缺陷报告;

以上的文档当然不是都必须提供,但多多益善吧。

除了文档,IP需要发布的主体应该包括SPICE netlist和GDS(包括DRC、ERC waived mask等)。

2.4 维护——完美之路漫漫其修远兮

就像你永远想不到挂机的队友是遭遇了什么事一样,很多事都不是可以预期的。对于IP来说,有可能有人又提了新的需求进来,也有可能需要减一层metal或禁止使用ulvt的管子,甚至只是因为一层厚金属要改为薄金属,这都需要有人来检查相应的database,并给出结论。

还有,比如在实际应用中发现了缺陷,或者DRC rule update后出现了violation,也需要有人来打补丁。总而言之,维护包括纠错、完善和预防。

如果不需要调整则皆大欢喜,如果需要调整则要走一遍开发流程,新发布一版,并通知所有涉及到的产品的负责人

2.5 更新——追求是进步的动力

一个电路不能用一辈子,一个架构也不能从古用到今。人总得有点追求,无论是想发Paper还是想提高KPI,我们总会想到更新。

更新和维护的区别,在我看来,更新是主动的,而维护是被迫的。维护通常需要告知受影响的人,但更新(换代)则主要看用户是不是想为了某些特性来冒险尝鲜了。

3 谁(Who)

在整个流程中,需要这么几个参与者:

  • 资深设计工程师:负责收集、分析、整理需求,对他的要求是可以快速的评估出实现难度,能指出不合理的需求,并可以将需求转换为Spec文档,并参与电路设计review;
  • 电路设计工程师:负责根据Spec文档设计出合适的电路,并撰写相关报告;
  • 测试工程师:负责测试IP,并撰写测试报告(有时候由电路设计工程师兼任);
  • IP维护工程师:负责解答、应对IP使用者的疑问和需求,并跟踪IP在应用过程中出现的异常;
  • IP发布系统:显然如果没有一套IT系统负责发布、跟踪IP,很多工作开展的难度是不可想象的。

后语: 写这篇文章的原因是看到公司在推类似的东西,但在执行面遇到了一些问题,就梳理了一下自己的想法。因为在老东家那边做的东西主要是射频,很少会直接搬之前的项目复用,但把玩过内部的IP store。现在碰到这个问题,大致一想还挺有意思。 总的来说,这还是一个系统性的问题,必须要参与者健全、流程清晰可控才行。 路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。