Si è tenuta a Grenoble dal 5 al 6 dicembre 2007 la mostra-convegno “IP 07”, dedicata al settore della “intellectual property”. Come ogni anno la manifestazione è stata organizzata da Design & Reuse, il portale Internet francese che rappresenta un punto d'incontro per i fornitori e gli utilizzatori di IP. Ricordiamo brevemente che con l'espressione “intellectual property” si indicano progetti di blocchi funzionali (ad esempio microprocessori, memorie, interfacce I/O) utilizzabili come mattoni costruttivi nell'ambito dei system-on-chip. L'uso di blocchi pre-progettati ha lo scopo di abbreviare i tempi di sviluppo dei nuovi dispositivi. L'edizione 2007 della piccola manifestazione francese ha offerto, come ogni anno, un ricchissimo programma di relazioni tecniche da tutto il mondo, e - parallelamente - una serie di interessanti dibattiti. La parte espositiva ha visto la partecipazione di una ventina di aziende (Ansoft, Brasil IP, Cadence, CoWare, Coupling Wave Solutions, Dassault Systèmes, The Dini Group, Eve, Gaisler Research, Lci, Mentor Graphics, Novas Software, nSilition, One Spin Solutions, Silicon & Software Systems, Satin IP Technologies, Snowbush Microelectronics, Synopsys, Target Compiler Technologies, VaST Systems Technology) e dell'associazione OCP IP. In questo articolo forniremo una sintesi di alcuni dei dibattiti più interessanti.
Il mercato dell'IP
Jim Tully di Gartner ha fornito una panoramica complessiva del mercato IP a partire dal 1996, anno in cui il fatturato del settore ammontava a 67,8 milioni di dollari. A quell'epoca, ha ricordato Tully, l'espressione “intellectual property” non esisteva ancora; i blocchi pre-progettati erano definiti “system level macro” o “componenti virtuali”. Alla fine degli anni novanta l'IP veniva considerata soprattutto come una possibile soluzione al problema del “design gap”, cioè l'insufficiente produttività dei progettisti a fronte della crescente complessità dei chip. La situazione era molto diversa da oggi: c'era carenza di progettisti, nel nascente settore IP esistevano molte società start-up, ma i produttori di system-on-chip, cioè i potenziali clienti, erano pochi. Il business model delle società del settore non era chiaro, inoltre esistevano preoccupazioni per la qualità dell'IP posta in vendita e per il rischio di pirateria. Presto divenne chiaro che il settore non poteva garantire grandi profitti, poiché la IP standardizzata (ad esempio un'interfaccia Usb) diviene in breve tempo una commodity, cioè un prodotto anonimo che viene scelto principalmente in base al prezzo. Inoltre il processo di vendita è lento, perché la valutazione del prodotto da parte degli acquirenti richiede molto tempo. Un ulteriore problema è rappresentato dalle richieste di personalizzazione. Nonostante queste difficoltà - e dopo una fase di selezione che ha ridotto il numero delle aziende in lizza - oggi il mercato IP è una realtà consolidata che vale 1,3 miliardi di dollari. Questo rispettabile volume d'affari è stato raggiunto, negli ultimi anni, grazie a un tasso di crescita del 20%. Oggi il design reuse è una routine nella progettazione dei system-on-chip, così come il pagamento di royalty per la IP dei processori (ad esempio Arm e Mips). Tully ha poi ricordato che l'industria IP sta attraversando una fase di cambiamento: recentemente si sono avute molte fusioni e acquisizioni, inoltre è diminuito il numero dei nuovi progetti e non esiste più carenza di progettisti. Per di più il mercato dei semiconduttori nel suo complesso sta rallentando, mentre aumenta il peso dell'Asia e dell'elettronica di consumo. L'analista ha quindi formulato alcune previsioni: secondo Gartner, da oggi al 2011 il tasso annuo composto di crescita del mercato IP sarà dell'11%, un valore dimezzato rispetto agli ultimi anni ma comunque superiore a quanto previsto per il mercato dei semiconduttori. Nei prossimi anni, inoltre, aumenterà la quota di semiconduttori assorbita dal mercato consumer: era il 25% nel 1995, sarà il 60% nel 2015. Questa tendenza rappresenta un ulteriore fattore di incertezza poiché, ha ricordato l'analista, il mercato dei beni di largo consumo è largamente imprevedibile. In ogni caso, ha concluso Tully, “l'IP è qui per restare”.
Produttività insufficiente
Ron Collett di Numetrics ha affermato che la riutilizzazione dei progetti (design reuse) sta effettivamente funzionando e ha già fornito vantaggi significativi all'industria dei semiconduttori: minore volume di lavoro per i progettisti, tempi di sviluppo più brevi per i nuovi chip, minor numero di modifiche ai progetti, maggiore puntualità rispetto alle tabelle di marcia. Tuttavia i dati dimostrano che - nonostante il design reuse e i progressi del software Eda - la produttività dei reparti progettazione non ha tenuto il passo con l'aumento della complessità dei chip. Dal 2000 ad oggi, infatti, il numero dei progettisti utilizzati dai produttori di semiconduttori è quasi raddoppiato e tuttavia l'85% dei progetti subisce ancora ritardi rispetto ai piani prefissati. L'allungamento dei tempi di sviluppo è in media del 44%. Secondo Collett, questo fenomeno è causato dalla difficoltà di valutazione della complessità del progetto e anche dalla sopravvalutazione dei vantaggi che possono essere ottenuti tramite il design reuse. In molti casi, infatti, la IP acquistata deve essere modificata per poter entrare a far parte del progetto di un nuovo chip. Numetrics aiuta i produttori di chip a migliorare la precisione dei loro piani di sviluppo misurando le percentuali di riuso dei vari blocchi e le diverse tipologie di riutilizzazione.
L'IP basata su standard
La tavola rotonda dedicata al tema dell'IP basata su standard è stata aperta da Joachim Kunkel di Synopsys, che ha ripercorso le tappe evolutive di questo segmento di mercato. I primi esempi di prodotti di questo tipo risalgono al 1993 (standard Pci) e al 1995 (standard Usb), poi è stata la volta di Pci-X nel 1998 e Pci Express nel 2004. Oggi l'elenco degli standard per i quali sono disponibili blocchi di IP comprende anche Ethernet, Amba (proprietà di Arm), Mpeg2 ecc. Tra gli eventi che hanno scandito la vita del settore, Kunkel ha citato anche la nascita di Vsi Alliance nel 1996 e la pubblicazione della collana di libri “Design Methodology Manual”. Secondo il relatore, da dieci anni a questa parte i problemi del settore sono rimasti gli stessi: la correttezza funzionale per i blocchi digitali, la robustezza (cioè i margini di sicurezza) per i blocchi analogici. Nell'ambito del dibattito, Peter Hirt di STMicroelectronics ha affermato che la qualità della IP è migliorata negli ultimi anni e che l'intero settore è più maturo, tanto che a volte è sufficiente una mezza giornata per la valutazione del contratto d'acquisto da parte dell'ufficio legale. Ma, ha aggiunto Hirt, Stm non si limita ad esaminare i dati presentati dal fornitore di IP; vuole anche conoscere come è stata fatta la verifica e come sono stati ottenuti i dati di coverage.
IP analogica
Bob Tait di S3 (Silicon & Software Systems) ha affermato che la crescita della IP analogica è frenata da vari fattori (ad esempio, una maggiore difficoltà tecnologica, rispetto al digitale, nel passaggio a geometrie sempre più piccole), ma è altresì sollecitata da altri importanti fattori. Tra essi la carenza di progettisti analogici e la crescita del mercato consumer, che richiede tempi di sviluppo brevi e quindi un maggiore tasso di riuso dei progetti. Ma per avere successo nel settore della IP analogica, ha affermato Tait, è importante arrivare primi, offrire un prodotto differenziato e una buona assistenza tecnica. Secondo Sergio Kusevitzky di Mips Technologies, oggi il successo nel mercato IP dipende dalla disponibilità di un'offerta completa, comprendente blocchi digitali e analogici. Kusevitzky ha inoltre sostenuto che recentemente la distanza tra l'evoluzione dei processi analogici e digitali si è ridotta. Jean-Luc Pelloie di Arm, società che ha recentemente acquistato Artisan, ha richiamato l'attenzione sulla crescente complessità delle librerie analogiche. Oggi infatti sono disponibili nuove “viste” che permettono di evidenziare aspetti quali il consumo di potenza, le perdite di corrente, il rumore.
Hardware “open source”
Uno dei dibattiti è stato dedicato al tema dell'hardware “open source”, cioè reso disponibile pubblicamente in modo analogo a quanto avviene da anni nel mondo del software (il principale esempio in questo campo è ovviamente il sistema operativo Linux). Francois Kleitz di Alcatel Lucent ha ricordato che - nel caso dell'hardware e del software - “free” non significa gratis: esistono regole da rispettare, inoltre vari tipi di licenze impongono determinati obblighi agli utilizzatori. Le iniziative open source nel mondo hardware comprendono SystemC, Osci, Ovm (Verilog), Ovl (librerie), OpenSparc (Sun), LeonSparc (Gaisler).A proposito di quest'ultimo processore, Per Danielsson di Gaisler Research ha spiegato che la società offre la possibilità di scaricare il codice (invece della netlist) per consentire agli interessati di programmare un Fpga. Ovviamente questa modalità espone al rischio di copie illegali, almeno in teoria. Shrenik Metha di Sun Microsystem ha parlato dell'iniziativa tramite cui Sun rende disponibile in modalità open source il processore multicore UltraSparc T2. Il numero dei donwload ha già raggiunto quota 65.000. Sun ha scelto la modalità open source con licenza Gpl per incoraggiare la crescita di una comunità di progettisti capaci di lavorare sui propri processori multicore.
Un parere molto scettico sull'hardware open source è stato espresso da Pierre Bricaud di Synopsys, secondo il quale la IP open source rappresenta un “incubo legale”. Questi blocchi hardware, infatti, divengono parte integrante del prodotto finito e - secondo Bricaud - espongono il produttore del sistema a rischi legali molto alti.
