當我們決定使用第三方IP實現(xiàn)系統(tǒng)的無線通信功能時我們需要作出一個選擇，是采用固定功能的IP還是軟件可編程的IP。可以說這兩種方式各有千秋，實際上要選擇哪種方式還是要根據(jù)我們的解決方案和面向應用市場來決定。

毫無疑問有很多的應用市場，比如消費電子或者物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用非常看重集成電路（IC）的成本，因此我們的選擇也很簡單——采用硬核IP，這樣芯片器件的尺寸會相對小一些，因此成本也是最低的。在其他市場芯片成本可能不是最重要的因素，我們可以選擇軟件可編程的解決方案，這種方式更靈活，能夠及時修正后面可能出現(xiàn)的問題。那么我們?nèi)绾芜x擇更適合自己的呢？

固定功能的通信IP

對于固定功能的解決方案，電路的設計和優(yōu)化都是為了實現(xiàn)特定的操作，比如藍牙無線電，它會使用最少的邏輯門資源，占用的硅片面積也最小。一些成熟的無線技術已經(jīng)建立了完善的生態(tài)系統(tǒng)，比如WiFi、藍牙（Bluetooth）等，面臨變化的風險非常的小，因此固定功能的IP是一個非常不錯的選擇。

然而如果固定功能的解決方案出現(xiàn)了問題或者需要做出一些改變來適應新的特性，比如需要改變IP的物理布局，這就需要更新集成電路的設計然后重新生產(chǎn)。這意味著需要額外的成本和更長的設計時間，此外還可能錯過產(chǎn)品上市的最佳窗口期。

如果你想開發(fā)一個基于相同技術但是只需調(diào)整不同參數(shù)就可以體現(xiàn)不同特性的解決方案，比如WiFi應用中不同的MIMO配置選擇，那么固定功能的解決方案也是不太適合的。因為每種解決方案都需要根據(jù)要求配置進行具體的設計，所以在設計此類型的解決方案時我們很難找到降低成本的方式，每個設計都必須作為一個獨立的項目。

現(xiàn)存通信標準有些也不夠成熟或者又推出新的版本規(guī)范，比如IEEE 802.11ax——下一代WiFi標準，這時采用固定功能IP的解決方案就具有相當大的風險，尤其對于早期采用者而言。早期部署時，可能會出現(xiàn)多種問題，比如通信標準更改、互操作性兼容問題等。在這些情況下，我們就需要采用比固定功能方案更加靈活的解決方案了。

在設計新的無線技術或者對現(xiàn)有技術進行版本更新時，為了克服固定功能硬件可能引起的潛在問題，我們無疑需要采用更加靈活的方法。此時軟件可編程的解決方案是更好的選擇。

軟件可編程的通信IP

軟件可編程的解決方案是硬件和軟件技術的集合，通過修改在可編程處理器件上的軟件或固件實現(xiàn)物理層信號處理。這些器件包括可編程邏輯門陣列（FPGA）、數(shù)字信號處理（DSP）、通用處理器（GPP）、片上可編程系統(tǒng)（SoC）等其他特定應用可編程處理器。這些技術使我們可以基于現(xiàn)有的無線電系統(tǒng)添加新的特性和功能而不需要添加額外的硬件。

軟件可編程的解決方案的靈活性讓系統(tǒng)設計具有更廣泛的適用性。一系列相關的解決方案都可以采用共同的平臺架構來實現(xiàn)，因此新的產(chǎn)品能夠以更快的速度推向市場。軟件在不同的解決方案之間可以實現(xiàn)復用，大大降低了開發(fā)成本。通過更新軟件就可以增加新的特性和功能，完全不需要在重新設計IP模塊。如果已經(jīng)將集成電路產(chǎn)品交付給客戶，而后又想增加新的特性或修復問題，這一特點將尤其有用。

然而軟件可編程的解決方案會增加硅片面積，繼而增加生產(chǎn)成本。使用通用處理器或者DSP需要大容量的存儲器來存儲和處理軟件代碼和算法。根據(jù)無線電的配置，這可以說是相當大存儲容量了。舉個例子，WiFi 4x4 MIMO解決方案需要的存儲容量遠多于WiFi 2x2 MIMO解決方案，當然這也是一個優(yōu)勢，可以利用額外的存儲空間增加一些新的功能特性，比如當處理大量數(shù)據(jù)包時可以臨時擴充緩存空間大小。因此軟件可編程的方法不太可能提供和固定功能方法一樣小面積的解決方案。

固定功能的IP核有兩種形式：“軟核”和“硬核”，而軟件可編程的IP核只能是“軟核”的形式。

軟核IP通常會提供可綜合的RTL代碼，采用不同的硬件描述語言，如Verilog。IP核以RTL的形式提供給芯片廠商就可以允許芯片設計者在功能上進行相應的修改，這樣設計者就可以做進一步的設計優(yōu)化，降低成本或者增加新的功能特性。軟核IP有時也會提供邏輯門級的網(wǎng)表，網(wǎng)表是IP核邏輯功能的布爾函數(shù)表示方式，采用通用的邏輯門或者特定的標準單元來實現(xiàn)。采用邏輯門實現(xiàn)的IP核可以用任意工藝實現(xiàn)，因此不需要提供正確的工藝或Foundary，開發(fā)者可以自己移植，由此帶來、更大的靈活性。門級網(wǎng)表類似于計算機編程領域中的匯編代碼清單。

硬核IP更接近于底層，在時序和面積上更接近芯片的實際性能，具有一定的可預測性，降低了由于最終設計的錯誤而導致必須重新設計和生產(chǎn)的風險。它們通常采用底層的物理描述來定義然后以晶體管布局的形式提供給芯片制造商，比如GDSII，數(shù)字化IP核有時候也采用布局的形式提供。IP核的功能不能夠被芯片設計者所修改，晶體管布局必須遵循目標foundary 的設計規(guī)則，硬核IP通常只提供一種foundary處理方式。很多設計者使用硬核IP來降低設計難度，同時也減少了系統(tǒng)集成難度和時間。

選擇正確的通信IP形式

我們意識到對于不同的應用市場和解決方案有著不同的要求，尤其對用通信IP核的選擇并不是一款通用的，因此Imagination科技Ensigma系列無線IP核具有多種硬核和軟件可編程的可選方案來滿足這方面的需求。

? Ensigma Explorer無線IP：全面的軟件可編程的設計環(huán)境，同時具備一些固定模塊支持一些特定的通用功能，具備較高的性能和靈活性。

? Ensigma Whisper IP：固定功能的解決方案，面向消費電子和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場提供最高效的功率、芯片面積和性能特性。

但是最終采用哪種方案還是要取決于設計者，不光要考慮眼前的問題，而且還要考慮以后長期的開發(fā)和可能需要增加的功能。

很多設計者可能會選擇固定功能的解決方案，因為他們更看重集成電路芯片的尺寸，而且他們對于這種方式也更熟悉，當然也更方便。這種方式風險較小同時具有開發(fā)成本低，開發(fā)時間短等優(yōu)勢。盡管使用硬核能夠降低設計成本但是也僅適用于已經(jīng)確定以后芯片不會有功能上的修改等情況。集成電路設計的改變很難做到，特別是在流片之后。

有時候我們需要更大的靈活性，比如在設計過程中需要隨時更新一些功能，或者已經(jīng)投產(chǎn)后需要增加一些功能特性等，這時就需要采用軟件可編程的IP方案，對于整個集成電路的開發(fā)周期也有更高的成本效益。盡管這種方式對于硅片的成本相對較高，開發(fā)和集成時間也不能縮短，但它確實提供了在開發(fā)新的無線電標準時所需要的靈活性。提供一個通用架構平臺的能力使開發(fā)一個產(chǎn)品系列更有成本效益，并具有較高的重用水平。