芯片IP核是什么？有哪些類型？全球十大廠商一覽

1 什么是IP核

IP核的概念起源于產品設計的專利證書以及源代碼的版權，IP核通常已經通過了設計驗證，設計人員可以基于IP核進行專用集成電路或現場可編程邏輯門陣列的邏輯設計來減少設計周期。

IP也就是Intellectual Property(知識產權)。在半導體行業中，IP核是一類具有特定功能的、可重復使用、已被驗證的芯片模塊的知識產權。

隨著芯片復雜度提升，不同芯片模塊形成不同組合應用于不同的終端應用場景，又將形成新的 IP 核。計算機基于馮諾依曼架構，由運算、控制、存儲、輸入、輸出五大功能模塊組成。芯片內部底層功能按照上述模塊化劃分包括數學運算 IP(浮點、整數、邏輯運算等)、存儲器 IP(LPM、ROM、RAM、FIFO、FLASH 等)、數字信號處理 IP(FIR、CIC、NCO、FFT 等)、數字通信 IP(編譯器、編碼器等)、視頻和圖像處理 IP(接口、濾波器、混合器、采樣器等)、輸入/輸出 IP(時鐘控制、鎖相環、收發器等)，接口 IP(ASI，以太網 IP，PCI 編譯器等)，調試 IP 核等等。

2 IP核的分類

IP 核按照固化程度劃分，可以分為軟核、固核與硬核三類。

(1)IP軟核是用 Verilog/VHDL等硬件描述語言描述的功能塊，如邏輯描述，它不涉及具體電路元件，不包含任何物理實現信息。沿用 Excel 的類比，IP 軟核即為該圖表模板的底層開發代碼。

(2)IP 固核是以電路元件實現的功能模塊。因為有一定的功耗約束、溫度條件等，用戶能夠設置IP軟核中的相應參數，將其轉換成用邏輯門和觸發器達成的電路，也就是在約束條件下何種電路能夠產生最優效果，形成部分關鍵路徑的預先布局布線，其他部分仍然可以由編譯器進行優化處理，通常以門級電路網表的形式提供給客戶。IP 固核可以看作是將底層代碼中圖表設置為柱形圖(也可以選擇其他多個參數，部分固定)，并生成相應簡單模板。

(3)IP 硬核與制造工藝相關(例如 CMOS 工藝)，完成了布局布線，提供電路設計的最終階段產品—掩膜，進而進行光刻，生產芯片顆粒。IP硬核的靈活性雖然不高，但也能夠針對特定工藝或特定 IP 供應商進行功耗和尺寸的優化。簡單的理解IP硬核就是IP 硬核就是完全設定好的某一Excel圖表模板，能夠重復使用，能實現特定功能。

3 IP核作用

IP核與EXCEL圖表模板相似，相當于Excel中的某一圖表模板(例如柱狀圖模板)，僅需按照特定需求、數據（功耗、溫度、尺寸、工藝等參數，即 Excel中選取的數據、標題、圖例等）設定參數，就能夠直接生成芯片模塊，實現特定的功能(即自動生成Excel圖表)，不需要從零開始進行設計。IP核可以通過協議由一方提供給另一方，或由一方獨自占有。IP 由于性能高、功耗優、成本適中、技術密集度高、知識產權集中、商業價值昂貴，是集成電路設計產業的核心產業要素和競爭力體現。

4 IP核廠商

2020年全球前十IP廠商分別是ARM、Synopsys、Cadence、lmagination Technologies、Ceva、SST、Verisilicon、Alphawave、eMemory Tech、Rambus

來源：《芯原股份-公司動態點評：IP獨角獸的盈利拐點“十問十答”-211222（16頁）.pdf》

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