地位堪比光刻机！国产EDA/IP有哪些“排头兵”？

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2022-03-17 07:03:19 0

在芯片的生产环节中，EDA 工具与 IP 设计均不涉及芯片的实际生产制造，但作为芯片设计领域的*环，EDA工具/IP核的技术进展直接影响芯片产业的发展速度，是国产芯片崛起极为关键的一环，重要性堪比光刻机。

由芯师爷主办、深福保集团冠名、贸泽电子提供*礼品赞助的“2020 硬核中国芯”评选活动，以表彰国内优秀半导体企业，激励国产企业加大IC产品与技术研发力度。本次评选中，有6家企业入选“硬核中国芯——2020年度国产EDA/IP评选”，本文盘点了入选企业的EDA工具和IP设计产品，为市场提供优质国产芯片软件选型。

超低功耗BLE5.2射频IP

所属企业：锐成芯微（ACTT）

本产品支持BLE5.2协议，可实现NF=6dB(-97dBm sensitivity)，以及6dBm 输出功率。功耗低至Rx=6mW，Tx=7mW@0dBm。形成的芯片产品经过国际*客户大量量产，在产品稳定性和兼容性方面得到很好的保证。

价格竞争力：本产品基于CMOS工艺实现，无需特殊工艺，也无需DNW等特殊器件，整个设计采用1P5M，而面积低至0.5 mm²。为客户集成该产品后的市场成本提供*竞争力的优势。

技术创新：产品采用创新的设计架构，内置Balun，且无需外置电阻匹配网络，在确保性能和低功耗特性的同时，成为业界最小面积的BLE IP。

客户服务：基于ACTT多年的IP服务经验和低功耗IP技术积累，可向客户提供完整的BLE IP解决方案。除BLE IP的完整Designkit外，ACTT可提供BLE的工艺迁移和产品个性化定制。并且配合BLE提供协议栈技术支持，应用软件支持等一揽子服务。ACTT的低功耗模拟IP，eNVM IP和接口类IP，同BLE IP一起构成平台化IP解决方案，支持各类CPU架构，客户可通过挑选和裁剪这些IP，来快速构成自己所需的规格，基于ACTT的系统集成经验，可极大降低设计风险，节约开发成本，缩短上市时间。

市场销量：BLE IP在55nm已持续供应客户出货多年，支持海内外应用大客户多家。基于40nm设计的BLE IP，一经推出即或客户采用，同时28nm也已同客户合作并已开展设计。

高云云源?软件逻辑综合工具GowinSynthesis1.9.6

所属企业：高云半导体

高云云源?软件逻辑综合工具GowinSynthesis1.9.6 支持Verilog/SystemVerilog、VHDL混合设计输入，支持超大规模设计，提供业界*的FPGA物理综合解决方案，使之综合结果质量提升10%，综合效率提升20%；

价格竞争力：目前购买高云FPGA芯片免费提供高性能综合工具的license；

技术创新：完全国产自主EDA工具，性能超越国际知名品牌的同类产品，为复杂可编程逻辑设计提供了优秀的HDL综合解决方案；

客户服务：结合高云云源?设计软件，易于使用和Debug，高云提供原厂技术支持，确保客户服务质量；

市场销量：自GowinSynthesis随高云云源?软件1.9.0发布（2019年2月）以来，在编译质量和用户体验上受到了客户的充分认可，GowinSynthesis已作为高云全系列FPGA芯片开发的默认*综合工具。

华夏芯64位多核处理器IP GPTX2 CPU

所属企业：华夏芯

GPTX2 CPU是华夏芯完全自主知识产权的多核处理器IP，支持从单核到四个GPTX2 CPU内核的处理器集群。GPTX2 CPU内核是基于RISC架构的64位超标量处理器，拥有高度优化的3发射流水线，支持混合分支预测和乱序猜测执行。非一致的寄存器堆使超标量流水线能运行到更高的主频，在编译器技术的辅助下，可以对处理器的许多功能部件起到加速的作用。

GPTX2架构基于先进工艺设计，提供业界*的性能和能效比，适合于辅助驾驶系统（ADAS）、机器人、AR/VR、智能监控、边缘计算等嵌入式领域的高性能并行计算应用。

AGP2122 NB-IOT/GNSS Transceiver RFIP

所属企业：旋极星源

AGP2122是旋极星源自主研发的国内*成功商用授权的5G NB-IOT/GNSS双模 Transceiver RFIP,具有以下创新点：

1.支持NB-IOT/GNSS双模，兼容3GPP R15 FDD标准，支持R15标准FDD频段，支持GNSS导航频率（L1，B1，E1）；

2.采用低中频接收机和极坐标发射机结构（Polar Transmitter）,实现超低功耗设计；

3. 接收通道和发射通道的低通滤波器和VGA采用分时复用的方式，以节省芯片面积，大幅简化了电路设计，降低了成本；

4. 收发通道都支持IQ幅度及相位平衡度校准，以提高接收镜像抑制度和降低发射EVM。

5. 集成高线性度的功率放大器，降低系统应用成本。

6. 集成DCXO，降低系统应用成本。

AGP2122接收功耗只有同类RFIP的60%，面积只有同类RFIP的70%，更是国内目前*集成了23dBm CMOS PA的5G NB-IOT/GNSS双模Transceiver RFIP,目前已成功授权给国内知名客户和欧洲市场，量产出货超过百万颗。

芯来600系列 RISC-V 处理器

所属企业：芯来科技

芯来600系列RISC-V 处理器完全由芯来科技本土团队自主开发设计，与既往产品一样采用稳健的企业级Verilog代码构建，可进行完整溯源和归零，保障用户使用的可靠和安全。瞄准AIoT边缘计算实时控制以及需要完整操作系统支持的高性能嵌入式应用，适用于人工智能、存储、智能电视、宽带网关等应用场景。

性能：

支持RV64IMACFDP

支持用户模式和PMP

支持硬件乘除法器

可配置任意大小的指令缓存（I-Cache），具有ECC功能

可配置任意大小的数据缓存（D-Cache），具有ECC功能

可配置任意大小的ILM和DLM提升性能和实时性

可配置用户自定义指令接口

可配置AHB-Lite私有外设计接口

可配置从接口

可配置快速I/O接口

可配置时序提升

可配置MMU

可配置SIMD DSP单元

可配置硬件单精度浮点单元

可配置监督模式和可信执行环境TEE

Dhrystione标准跑分为1.7DMIPS/MHz

CoreMark跑分为3.03CoreMark/MHz

软生态支持：

600系列处理器完整支持芯来科技软件平台NSP（Nuclei Software Platform），NMSIS是为芯来科技RISC-V处理器定义的厂商无关的硬件抽象层，定义了通用工具接口并提供持续的处理器设备支持，以及简洁的处理器和外设的软件访问接口API。采用NMSIS框架，可以大幅提升应用软件的复用性，缩短RISC-V微处理器开发者的学习时间，缩短基于芯来内核IP的新产品的上市时间。

Nuclei SDK是专为基于芯来科技Nuclei处理器内核的SoC开发的软件开发包。Nuclei SDK以NMSIS为基础进行开发，提供NMSIS上的所有功能，包括NMSIS-Core，NMSIS-NN，NMSIS-DSP。Nuclei SDK提供裸机（Bare-metal）以及实时操作系统（FreeRTOS，μC/OS-II）开发环境。

工具链支持：

芯来科技在提供完备Nuclei Studio及蜂鸟调试器的同时，目前已*支持SEGGER的Embedded Studio和J-Link 工具；Lauterbach的Development Tool以及TRACE32®调试器；IAR的开发环境及调试工具。

FPGA评估套件：

芯来科技定制了基于Xilinx XC7A200T FPGA的专用硬件开发板和专用JTAG调试器，以便于600系列用户能够快速的移植处理器内核产品以及配套的MCU原型SoC。

ANX2403超低功耗全高清嵌入式DisplayPort?

1.4(eDP)定时控制器(TCON)

所属企业：硅谷数模

ANX2403是硅谷数模在低功耗工艺、内嵌触控技术和高动态范围(HDR)技术方面的综合能力的产物，其功耗迄今为止业界最低，不仅图像性能提高，而且实现纤薄边框设计，既降低了显示面板制造商的成本，也使其面板更为轻薄。

这颗TCON是业界最低功耗的全高清eDP时序控制器，采用28nm工艺技术，将全高清60Hz功耗降至60mW。其功耗较40nm工艺技术降低35%，而较55nm工艺技术则降低50%以上，成为业界功耗最低的定时控制器。此外ANX2403还支持英特尔的低刷新率（LRR）和PSR2，可进一步降低功耗。低功耗的实现，里面有很多不同的维度。工艺制程的提升是最主要的影响。

另外我们也通过PSR给系统带来了功耗的进一步降低。PSR是一种自刷新技术，在这种技术的加持下，TCON内部会有个buffer用于保持图像显示，不需要再从前端接收视频数据。如果是静止的图像，GPU就能进入低功耗状态，eDP主链接关闭；即便是动态画面，可能仍然存在多个帧内容不变的情况，所以也可以节约功耗。后来的PSR2，则进一步实现仅传输修改后的画面区域，即选择性传输。

除了前面提到的工艺、PSR带来的功耗表现更好，“还有一点，DisplayPort的传输速度是比较高的。ANX2403用的是eDP 1.4——在eDP的实现上，硅谷数模本身就有一些实现低功耗的独门秘籍，所以不管是55nm，还是28nm，我们都能保持比竞争对手更低的功耗。

亿灵犀eLinkSeas 06 eFPGA IP核

所属企业：中科亿海微

eLinkSeas采用高性价比LUT4的逻辑单元结构，可支持640~92000个逻辑单元典型集成范围, 集成基于4Kbit大小的可编程块存储器BRAM单元，可实现不同位宽模式、不同时钟模式的各类RAM、ROM、Shift Register和FIFO，集成数字信号处理DSP资源，可支持9×9、18×18、36×36乘法、加减、累加和求和等运算，可根据需求提供灵活可变的pin密度，典型pin密度为240对输入输出Pin@1000LUTs，典型静态电流低至0.3mA@1000LUTs，时钟频率可达500MHz以上。与国外头部企业最先进的同节点产品相比，在pin密度、功耗、定制设计服务、集成灵活度等方面上遥遥*。

价格竞争力：与国外头部eFPGA提供商对应IP核产品相比，价格低于其1/4。

技术创新：*基于国产先进工艺的eFPGA IP核，*开创自主“阵列规模/计算资源用户自定义”编译技术（已申请多项中国发明专利及软件著作权），可针对不同用户应用需求，快捷定制生成不同资源、版图物理尺寸和形状的嵌入式FPGA IP核，填补了我国自主工艺eFPGA 上的空白，树立了国产工艺自主eFPGA IP核产品的标杆。

客户服务：拥有成熟的具有eFPGA 软硬件编译技术，在确定规格条件下，为SoC用户在1~2个月时间内提供所需GDS和相关文件，比国外对标产品 3~6个月的设计周期大幅度缩短。并可依托已有技术优势，为用户提供面向不同应用需求的定制可编程电路模块及“版图-晶体管-电路-系统”级完整解决方案，如面向高可靠性需求的加固IP核，面向深度学习的卷积运算加速核、面向高通量数据信号处理的矩阵运算加速模块等。全程贴合支持客户集成开发，被客户评价为“国内最标准的eFPGA IP 提供商”。

市场销量：eLinkSeas eFPGA IP核目前已授权国内多家SoC用户单位，并为其提供集成完整解决方案，其中多家SoC芯片将于年底或明年年中流片，IP核保守估算年度销售额可达千万以上。

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