基于JavaCAD架构的IP知识产权保护
随着现场可编程门阵列（FPGA）集成度越来越高,在大型FPGA系统设计中应用第三方IP核也越来越广泛 (IP核是指集成电路设计中所采用的具有独立知识产权的可复用的电路功能模块）。多数IP供应商提供基于FPGA技术的各种功能模块。基于IP核的模块化设计具有众所周知的优势：可以缩短设计周期,提高设计质量,使得系统设计更加便利。
目前,基于IP的EDA设计流程面临着两大挑战。首先,必须提供方法技术,用于测试包含IP组件设计的可靠性和质量;另一方面,必须保护IP供应商和设计者的知识产权。第三方IP核的使用确实可以提高芯片设计效率,但是供应商将IP核交付到客户的过程却并非直截了当。对于客户来说,为了测试验证IP核,它必须具备一定的可见性。可见性包括IP的仿真、结构性理解以及特性的详细描述。客户获得的可见度越高,就越容易将IP核集成到自己的FPGA设计中。而对于供应商来说,IP核具有一定的保护性,必须防止未经授权使用或复制IP核,而客户需求恰恰与之相矛盾。因此交付IP核的程序必须权衡这两种相互矛盾的需求。如果客户获取关于IP设计的信息过多,就可能出现未经授权而使用或复制该IP核,从而降低其价值,影响到设计者和供应商的利益。
目前有一些方法着重保护供应商的利益,如水印技术,就是将数字签名嵌入至IP组件中,没有供应商的许可,客户就无法去除数字签名,实例化IP元件就具有一定风险。水印技术的主要限制在于只能维护供应商组件实例化的合法性,却无法真正隐藏IP,因为通过元件体系的反向工程仍可以获取IP核的内部信息。
JavaCAD架构中采用了另一种有效安全的IP评估测试方法。设计者能实例化第三方的IP元件,同时可以结合自己设计的模块一起仿真。不同IP供应商提供的多个IP核也能够一同进行仿真,同时保证各个供应商及用户的知识产权不受侵害。IP用户与供应商可以协商仿真期间可以获取的信息量。JavaCAD是相当灵活的、以事件驱动的仿真工具,设计者可以在java程序中直接采用结构与行为级混合的编写方式。
JavaCAD 架构
设计者可以针对不同抽象层次指定模块行为。目前JavaCAD支持门级、寄存器传输级,同时在行为级上也有一个实现工具。JavaCAD环境完全支持混合模式的系统描述,例如某些设计元件是RTL级语言描述的,而其余的是门级描述。设计模块可以是本地模块也可以是远程模块。本地模块在IP用户端的java虚拟机（JVM）上运行,而远程模块可以通过Internet访问。一般说来,远程模块均是在IP供应商的JavaCAD服务器上运行的。
图1中描述了JavaCAD的概念性体系结构。用户在JavaCAD客户端上完成所有的电路设计,包含供应者提供的IP元件。供应商可以通过JavaCAD服务器与客户端进行通信。设置仿真参数时,用户和供应商协商每个元件可以访问的功能与成本模块类型。有一些模块需要供应商提供在线帮助,当然这得花费额外费用。例如,不必得知封闭式IP元件的内部信息,用户就可以通过整个设计的故障模拟准确地评估易测性。
如果JavaCAD客户端的仿真工具需要了解IP核的实现过程时,JavaCAD客户端就可能要求供应者运行仿真子程序。JavaCAD底板借助客户端与服务器之间复杂的网络通信完全隐蔽起来。JavaCAD吸收了Java面向对象的特色,这样可以将程序高效地映射到现代数字系统中基于元件的设计原语。JavaCAD的关键特性是能够处理包含本地组件（用户所有的）与远程组件（IP供应者所有的）的系统设计。任何设计或仿真工具都能采用JavaCAD协议处理远程组件。在JavaCAD中系统级硬件描述语言（HDL）则用Java语言编写。
