अर्धचालक प्रज्ञात्मक गुण मूल

इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन में, एक अर्धचालक बौद्धिक संपदा कोर (एसआईपी कोर), आईपी कोर, या आईपी ब्लॉक तर्क, सेल या एकीकृत सर्किट लेआउट डिजाइन की एक पुन: प्रयोज्य इकाई है जो एक पार्टी की बौद्धिक संपदा है। आईपी ​​​​कोर को किसी अन्य पार्टी को लाइसेंस दिया जा सकता है या किसी एक पार्टी द्वारा स्वामित्व और उपयोग किया जा सकता है। यह शब्द पेटेंट या स्रोत कोड कॉपीराइट के लाइसेंस से आता है जो डिज़ाइन में मौजूद है। एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत सर्किट (ASIC) के डिजाइनर और क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली द्वार श्रंखला (FPGA) लॉजिक के सिस्टम बिल्डिंग ब्लॉक्स के रूप में IP कोर का उपयोग कर सकते हैं।

इतिहास
1990 के दशक में चिप डिजाइन में आईपी कोर का लाइसेंस और उपयोग आम चलन में आया। बाजार में प्रतिस्पर्धा करने वाले कई लाइसेंसकर्ता और कई सेमीकंडक्टर निर्माण संयंत्र  भी थे। 2013 में, सबसे व्यापक रूप से लाइसेंस प्राप्त आईपी कोर आर्म होल्डिंग्स (43.2% बाजार हिस्सेदारी), सिनोप्सिस | सिनोप्सिस इंक। (13.9% बाजार हिस्सेदारी),  कल्पना प्रौद्योगिकी  (9% बाजार हिस्सेदारी) और  ताल डिजाइन सिस्टम  (5.1% बाजार हिस्सेदारी) से हैं।.

आईपी कोर के प्रकार
चिप डिजाइन में एक आईपी कोर का उपयोग कंप्यूटर प्रोग्रामिंग के लिए पुस्तकालय (कंप्यूटर विज्ञान) या मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन के लिए असतत एकीकृत सर्किट घटक के उपयोग के बराबर है। प्रत्येक एक परिभाषित इंटरफ़ेस (कंप्यूटिंग) और व्यवहार के साथ डिज़ाइन डिजिटल तर्क  का एक कोड पुन: उपयोग घटक है जो इसके निर्माता द्वारा सत्यापन और सत्यापन किया गया है और एक बड़े डिज़ाइन में एकीकृत है।

सॉफ्ट कोर
आईपी ​​​​कोर आमतौर पर हार्डवेयर विवरण भाषा जैसे Verilog  या वीएचएसआईसी हार्डवेयर विवरण भाषा में तर्क संश्लेषण रजिस्टर-ट्रांसफर स्तर के रूप में पेश किए जाते हैं। ये कंप्यूटर प्रोग्रामिंग के क्षेत्र में निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषा | लो-लेवल लैंग्वेज जैसे सी के अनुरूप हैं। आईपी ​​कोर सेमीकंडक्टर उद्योग को आरटीएल अनुमति चिप डिजाइनरों के रूप में कार्यात्मक स्तर पर डिजाइन को संशोधित करने के लिए दिया जाता है, हालांकि कई आईपी विक्रेता संशोधित डिजाइनों के लिए कोई  गारंटी  या समर्थन नहीं देते हैं।

आईपी ​​​​कोर को कभी-कभी जेनेरिक गेट-लेवल netlist  के रूप में पेश किया जाता है। नेटलिस्ट जेनेरिक  तर्क द्वार ्स या  सेमीकंडक्टर डिवाइस का निर्माण -विशिष्ट मानक कोशिकाओं के रूप में कार्यान्वित आईपी के तार्किक कार्य का एक बूलियन-बीजगणित प्रतिनिधित्व है। जेनेरिक गेट्स के रूप में लागू किया गया एक आईपी कोर किसी भी प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए संकलित किया जा सकता है। कंप्यूटर प्रोग्रामिंग के क्षेत्र में एक गेट-लेवल नेटलिस्ट विधानसभा कोड लिस्टिंग के अनुरूप है। एक नेटलिस्ट आईपी कोर विक्रेता को रिवर्स इंजीनियरिंग के खिलाफ उचित सुरक्षा प्रदान करती है। यह भी देखें: एकीकृत सर्किट लेआउट डिजाइन सुरक्षा।

नेटलिस्ट और सिंथेसाइज़ेबल कोर दोनों को सॉफ्ट कोर कहा जाता है क्योंकि दोनों एक लॉजिक सिंथेसिस, प्लेस और रूट (इंटीग्रेटेड सर्किट डिज़ाइन # फ़िज़िकल डिज़ाइन) डिज़ाइन फ्लो की अनुमति देते हैं।

हार्ड कोर
हार्ड कोर (या हार्ड मैक्रोज़) एनालॉग या डिजिटल आईपी कोर हैं जिनके कार्य को चिप डिजाइनरों द्वारा महत्वपूर्ण रूप से संशोधित नहीं किया जा सकता है। इन्हें आम तौर पर निचले स्तर के भौतिक विवरण के रूप में परिभाषित किया जाता है जो किसी विशेष प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए विशिष्ट होता है। हार्ड कोर आमतौर पर चिप टाइमिंग प्रदर्शन और उनकी विशेष तकनीक के लिए क्षेत्र की बेहतर भविष्यवाणी प्रदान करते हैं।

एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स और मिश्रित-सिग्नल एकीकृत सर्किट | मिश्रित-सिग्नल तर्क आमतौर पर हार्ड कोर के रूप में वितरित किए जाते हैं। इसलिए, ट्रांजिस्टर-लेआउट प्रारूप (जैसे GDSII) में चिप निर्माताओं को एनालॉग आईपी (SerDes, चरण बंद लूप, डिज़िटल से एनालॉग कन्वर्टर, एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण, PHYs, आदि) प्रदान किए जाते हैं। डिजिटल आईपी कोर को कभी-कभी लेआउट प्रारूप में भी पेश किया जाता है।

निम्न-स्तरीय ट्रांजिस्टर लेआउट को लक्ष्य अर्धचालक निर्माण संयंत्र के प्रक्रिया डिजाइन नियमों का पालन करना चाहिए। इसलिए, एक फाउंड्री की प्रक्रिया के लिए डिलीवर किए गए हार्ड कोर को आसानी से एक अलग प्रक्रिया या फाउंड्री में पोर्ट नहीं किया जा सकता है। मर्चेंट फाउंड्री ऑपरेटर्स (जैसे IBM, Fujitsu, Samsung, Texas Instruments, आदि) ग्राहक लॉक-इन सुनिश्चित करने में मदद करते हुए, अपनी स्वयं की फाउंड्री प्रक्रियाओं के लिए निर्मित विभिन्न हार्ड-मैक्रो IP फ़ंक्शंस प्रदान करते हैं।

लाइसेंस प्राप्त कार्यक्षमता
सबसे प्रसिद्ध आईपी कोर में से कई सॉफ्ट माइक्रोप्रोसेसर डिज़ाइन हैं। जटिल निर्देश सेट कंप्यूटर 8-बिट प्रोसेसर से भिन्न होते हैं, जैसे कि Intel 8051 और तस्वीर माइक्रोकंट्रोलर, 32-बिट और 64-बिट प्रोसेसर जैसे एआरएम वास्तुकला या RISC-V|RISC-V आर्किटेक्चर। ऐसे प्रोसेसर कई अंतः स्थापित प्रणाली ्स के दिमाग का निर्माण करते हैं। वे आमतौर पर x86 जैसे कॉम्प्लेक्स  निर्देश समुच्चय  कंप्यूटर के बजाय अल्प निर्देश सेट कंप्यूटर होते हैं क्योंकि कम लॉजिक की आवश्यकता होती है। इसलिए, डिजाइन छोटे होते हैं। इसके अलावा, x86 अग्रणी Intel और AMD अपने प्रोसेसर डिज़ाइन की बौद्धिक संपदा की भारी सुरक्षा करते हैं और माइक्रोप्रोसेसरों की अपनी x86-64 लाइनों के लिए इस व्यवसाय मॉडल का उपयोग नहीं करते हैं।

आईपी ​​​​कोर को पीसीआई एक्सप्रेस, एसडीआरएएम, ईथरनेट, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले, एसी'97 ऑडियो और USB  जैसे विभिन्न परिधीय नियंत्रकों के लिए भी लाइसेंस प्राप्त है। उनमें से कई इंटरफेस को चिप के बाहर उच्च गति, उच्च वोल्टेज, या उच्च विद्युत प्रतिबाधा संकेतों को चलाने और प्राप्त करने के लिए डिजिटल लॉजिक और एनालॉग आईपी कोर दोनों की आवश्यकता होती है।

हार्डवायर्ड (उपरोक्त वर्णित सॉफ्टवेयर प्रोग्रामेबल नरम माइक्रोप्रोसेसर ों के विपरीत) डिजिटल लॉजिक आईपी कोर को निश्चित कार्यों जैसे  बिका हुआ  ऑडियो डिकोड, 3डी जीपीयू, डिजिटल वीडियो एन्कोड/डीकोड और अन्य  अंकीय संकेत प्रक्रिया  कार्यों जैसे फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म, असतत के लिए भी लाइसेंस दिया जाता है। कोज्या परिवर्तन, या Viterbi डिकोडर कोडिंग।

विक्रेता
आईपी ​​​​कोर डेवलपर्स और लाइसेंसर्स का आकार व्यक्तियों से लेकर बहु-अरब डॉलर के निगमों तक होता है। डेवलपर्स, साथ ही उनके चिप बनाने वाले ग्राहक, दुनिया भर में स्थित हैं।

सिलिकॉन बौद्धिक संपदा (एसआईपी, सिलिकॉन आईपी) एक सेमीकंडक्टर कंपनी के लिए एक बिजनेस मॉडल है जहां यह बौद्धिक संपदा के रूप में ग्राहक को अपनी तकनीक का लाइसेंस देती है। इस तरह के व्यवसाय मॉडल वाली कंपनी एक फैबलेस सेमीकंडक्टर कंपनी है, जो अपने ग्राहकों को भौतिक चिप्स प्रदान नहीं करती है, लेकिन केवल कुछ कार्यात्मक ब्लॉकों की पेशकश करके ग्राहक के चिप्स के विकास की सुविधा प्रदान करती है। विशिष्ट रूप से, ग्राहक इन-हाउस सेमीकंडक्टर विकास वाली सेमीकंडक्टर कंपनियां या मॉड्यूल डेवलपर हैं। एक कंपनी जो एक जटिल उपकरण का निर्माण करना चाहती है, अपने स्वयं के डिजाइन को विकसित करने के बजाय किसी अन्य कंपनी के अच्छी तरह से परीक्षण किए गए कार्यात्मक ब्लॉक जैसे माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करने के अधिकारों में लाइसेंस दे सकती है, जिसके लिए अतिरिक्त समय और लागत की आवश्यकता होगी।

सिलिकॉन आईपी उद्योग का कई वर्षों से स्थिर विकास हुआ है। सबसे सफल सिलिकॉन आईपी कंपनियां, जिन्हें अक्सर स्टार आईपी कहा जाता है, में एआरएम होल्डिंग्स और Synopsys शामिल हैं। गार्टनर ग्रुप ने 2005 में सिलिकॉन बौद्धिक संपदा से संबंधित बिक्री का कुल मूल्य 1.5 बिलियन अमेरिकी डॉलर होने का अनुमान लगाया था, जिसमें वार्षिक वृद्धि लगभग 30% थी।

आईपी सख्त
आईपी ​​हार्डनिंग सिद्ध डिजाइनों का पुन: उपयोग करने और डिजाइन कोर की बौद्धिक संपदा (आईपी) (या सिलिकॉन बौद्धिक संपदा) प्रदान करने के लिए तेजी से समय-से-बाजार, कम-जोखिम-इन-फैब्रिकेशन समाधान उत्पन्न करने की एक प्रक्रिया है।

उदाहरण के लिए, एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) को रजिस्टर-ट्रांसफर लेवल फॉर्मेट के सॉफ्ट कोर से विकसित किया जाता है, और इसे विभिन्न तकनीकों या विभिन्न ढलाई के लिए लक्षित किया जा सकता है ताकि विभिन्न कार्यान्वयन प्राप्त हो सकें। पुन: प्रयोज्य हार्ड (हार्डवेयर) कोर उत्पन्न करने के लिए आईपी हार्डनिंग की प्रक्रिया सॉफ्ट कोर से होती है. इस तरह के हार्ड आईपी का एक मुख्य लाभ इसकी अनुमानित विशेषताएं हैं क्योंकि आईपी को पूर्व-कार्यान्वित किया गया है, जबकि यह सॉफ्ट कोर का लचीलापन प्रदान करता है। यह सत्यापन के लिए सिमुलेशन के लिए मॉडल के एक सेट के साथ आ सकता है।

सॉफ्ट आईपी को सख्त करने के प्रयास के लिए लक्ष्य प्रौद्योगिकी की गुणवत्ता, डिजाइन के लक्ष्यों और कार्यप्रणाली को नियोजित करने की आवश्यकता है। हार्ड आईपी लक्ष्य प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग में सिद्ध किया गया है। उदा. जीडीएस II प्रारूप में हार्ड कोर को डीआरसी (डिजाइन नियम जांच), और एलवीएस (लेआउट बनाम योजनाबद्ध देखें) में साफ करने के लिए कहा जाता है। अर्थात। जो विशिष्ट फाउंड्री द्वारा निर्माण के लिए आवश्यक सभी नियमों को पारित कर सकता है।

नि: शुल्क और खुला-स्रोत
लगभग 2000 के बाद से, OpenCores|OpenCores.org ने विभिन्न सॉफ्ट कोर की पेशकश की है, जो ज्यादातर वीएचडीएल और वेरिलॉग में लिखे गए हैं। ये सभी कोर मुफ्त और ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर-लाइसेंस जैसे जीएनयू जनरल पब्लिक लाइसेंस या बीएसडी लाइसेंस | बीएसडी-जैसे लाइसेंस के तहत प्रदान किए जाते हैं। 2010 से, RISC-V जैसी पहलों ने उपलब्ध IP कोर की संख्या में भारी विस्तार किया है (2019 तक लगभग 50 ). इससे सुरक्षित और कुशल डिजाइन विकसित करने में सहयोग बढ़ाने में मदद मिली है।

यह भी देखें

 * सेमीकंडक्टर आईपी कोर विक्रेताओं की सूची
 * सेमीकंडक्टर
 * सेमीकंडक्टर निर्माण संयंत्र (फाउंड्री)
 * मुखौटा कार्य
 * फैबलेस निर्माण
 * एकीकृत सर्किट लेआउट डिजाइन सुरक्षा

बाहरी संबंध

 * Open cores "design and publish core" (under LGPL Licence)
 * Altera cores Free reference IP cores for FPGAs
 * Open Source Semiconductor Core Licensing, 25 Harvard Journal of Law & Technology 131 (2011) Article analyzing the law, technology and business of open source semiconductor cores