軟核、固核、硬核在FPGA中的概念分析

從IP核的提供方式上，通常將其分為軟核、固核和硬核這3類。從完成IP核所花費(fèi)的成本來(lái)講，硬核代價(jià)最大;從使用靈活性來(lái)講，軟核的可復(fù)用使用性最高。

1. 軟核(Soft IP Core)

軟核在EDA 設(shè)計(jì)領(lǐng)域指的是綜合之前的寄存器傳輸級(jí)(RTL) 模型;具體在FPGA 設(shè)計(jì)中指的是對(duì)電路的硬件語(yǔ)言描述，包括邏輯描述、網(wǎng)表和幫助文檔等。軟核只經(jīng)過(guò)功能仿真，需要經(jīng)過(guò)綜合以及布局布線才能使用。其優(yōu)點(diǎn)是靈活性高、可移植性強(qiáng)，允許用戶自配置;缺點(diǎn)是對(duì)模塊的預(yù)測(cè)性較低，在后續(xù)設(shè)計(jì)中存在發(fā)生錯(cuò)誤的可能性，有一定的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。軟核是IP 核應(yīng)用最廣泛的形式。

2. 固核(Firm IP Core)

固核在EDA 設(shè)計(jì)領(lǐng)域指的是帶有平面規(guī)劃信息的網(wǎng)表;具體在FPGA 設(shè)計(jì)中可以看做帶有布局規(guī)劃的軟核，通常以RTL 代碼和對(duì)應(yīng)具體工藝網(wǎng)表的混合形式提供。將RTL 描述結(jié)合具體標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成門(mén)級(jí)網(wǎng)表，再通過(guò)布局布線工具即可使用。和軟核相比，固核的設(shè)計(jì)靈活性稍差，但在可靠性上有較大提高。目前，固核也是IP 核的主流形式之一。

3. 硬核 (Hard IP Core)

硬核在EDA 設(shè)計(jì)領(lǐng)域指經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)版圖;具體在FPGA 設(shè)計(jì)中指布局和工藝固定、經(jīng)過(guò)前端和后端驗(yàn)證的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員不能對(duì)其修改。不能修改的原因有兩個(gè)：首先是系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)各個(gè)模塊的時(shí)序要求很嚴(yán)格，不允許打亂已有的物理版圖;其次是保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的要求，不允許設(shè)計(jì)人員對(duì)其有任何改動(dòng)。IP 硬核的不許修改特點(diǎn)使其復(fù)用有一定的困難，因此只能用于某些特定應(yīng)用，使用范圍較窄。