IP-компоненты систем на кристалле. Soft-процессоры

Общие сведения:

IP-компоненты – компоненты интеллектуальной собственности.

Появление систем на кристалле (SoC) повлекло за собой создание рынка IP-компонентов.

Примером современной SoC является следующее:

Каждый IP-компонент – отдельный блок SoC. Данные блоки могут выполнять совершенно разные функции (Soft-processor, mpeg decoder, DRAM итд), но они взаимодействуют друг с другом, образуя целостную систему.

Компоненты интеллектуальной собственности фактически представляют собой описание готового компонента на языках HDL (Hardware description language)/VHDL/A-HDL (solution file). Каждый компонент разрабатывается отдельной компанией, является её интеллектуальной собственностью, и продаётся за деньги. Защита данных компонентов – важнейшая задача для компании-производителя.

Классификация IP-компонент:

1. Foundation IP-Cores (basic digital components as FIFOs).

2. Processor IP-Cores (application specific or standard processor).

3. Application IP-Cores (MPEG codecs, JPEG, USB, PCI etc.).

4. Embedded Memory IP-Cores (SRAM, ROM, EEPROM etc).

Защита компонент:

Человек, обладающий HDL, VHDL и т.д. способен полноценно синтезировать и воспроизводить компоненту, а в некоторых случаях даже модифицировать её. Самый простой и примитивный способ заполучить исходник – напрямую украсть его у фирмы-производителя J. Однако не всегда это возможно. В таких случаях применяют Reverse Engineering – попытка “скана” структуры компонента.

Для защиты могут применяться различные методики – обфускация, встраивание водяных знаков, элементы физической криптографии и др.

Soft-процессоры:

Soft-процессоры – IP компонент, либо VHDL\HDL описание схематехники процессора. Данные процессоры могут быть клонами реально существующего процессора (реализованного в терминах VHDL для SoC), модифицированной его версией, либо вообще могут представлять собой уникальный процессор, разработанный и специфичный для текущих задач.

В данный момент широкое распространение получили Application-Specific Soft Processor – версии процессоров с набором команд, адаптированных по функциональности и производительности под конкретные задачи (например, адаптированные для вычисления зоны распространения колебательной волны).

Альтернативой Soft processor-ов является Embedded Processor – что-то напоминающее “классические” процессоры, которые реализуются внутри SoC.