— обзор или учебное пособие по основам ASIC, специализированной интегральной схеме, ее преимуществам и недостаткам и доступным типам основ.

В ЭТОЙ СЕКЦИИ

ASIC, специализированная интегральная схемаASIC дизайн и разработка

Интегральные схемы для конкретных приложений или ASIC, как следует из названия, представляют собой нестандартные интегральные схемы, которые были разработаны для конкретного использования или применения. Как правило, проект ASIC будет осуществляться для продукта, который будет иметь большой производственный цикл, и ASIC может содержать очень большую часть электроники, необходимой в одной интегральной схеме. Как можно предположить, стоимость конструкции ASIC высока, и поэтому они, как правило, зарезервированы для продуктов большого объема.

Несмотря на стоимость разработки ASIC, ASIC могут быть очень экономически эффективными для многих приложений, где объемы высоки. Можно адаптировать дизайн ASIC для точного соответствия требованиям к продукту, и использование ASIC может означать, что большая часть общей конструкции может содержаться в одной интегральной схеме, а количество дополнительных компонентов может быть значительно уменьшено. В результате они широко используются в продуктах большого объема, таких как сотовые телефоны или другие подобные приложения, часто для потребительских товаров, где объемы выше, или для широко используемых бизнес-продуктов.

Первые специализированные интегральные схемы (ASIC) традиционно предназначались только для логических функций. Теперь конструкции ASIC со смешанным сигналом могут включать как аналоговые (включая RF), так и логические функции. Эти микросхемы ASIC со смешанным сигналом особенно полезны для создания полноценной системы на кристалле, SoC. Здесь полная система или продукт интегрированы в чип, и другие компоненты практически не требуются. Это делает дизайн ASIC со смешанным сигналом очень привлекательным предложением для многих приложений.

ASIC начал

Начало ASIC можно проследить до начала 1980-х годов. Примерно в это же время микросхемы начали оказывать серьезное влияние на электронную промышленность. Ввиду преимуществ, которые предоставляют микросхемы, и ограниченного числа доступных, были предприняты некоторые попытки создать логические микросхемы, которые можно было бы легко сфокусировать на конкретном приложении. Одна ранняя инициатива, предпринятая Ferranti, британской компанией, использовала то, что было названо массивом незафиксированных логик (ULA). Эта схема обеспечила настройку путем изменения металлической маски межсоединения.

Первые ULA содержали всего несколько тысяч вентилей, но более поздние версии имели более высокий уровень гибкости и использовали различные базовые матрицы, настроенные как слоями металла, так и поликремния. В некоторых случаях элементы ОЗУ были включены в базовую ULA.

Из этих ранних разработок был разработан ряд различных типов ASIC. В настоящее время многие ASIC очень сложны, а некоторые являются ASIC со смешанным сигналом, которые включают в себя как аналоговые, так и цифровые схемы.

Основы ASIC

Разработка и изготовление дизайна ASIC, включая макет ASIC, является очень дорогим процессом. Чтобы снизить затраты, можно использовать разные уровни настройки. Это может позволить снизить затраты для конструкций, где большие уровни настройки ASIC не требуются. По сути, есть три уровня ASIC, которые можно использовать:

Gate Array Этот тип ASIC является наименее настраиваемым. Здесь кремниевые слои являются стандартными, но слои металлизации, позволяющие соединять различные области на кристалле, можно настраивать. Этот тип ASIC идеален, когда требуется большое количество стандартных функций, которые могут быть связаны определенным образом для удовлетворения данного требования.

Стандартная ячейка Для этого типа ASIC маска представляет собой нестандартную конструкцию, но кремний состоит из компонентов библиотеки. Это обеспечивает высокую степень гибкости при условии, что стандартные функции способны удовлетворить требования.

Полное индивидуальное проектирование Этот тип ASIC является наиболее гибким, потому что он предполагает проектирование ASIC вплоть до уровня транзистора. Компоновка ASIC может быть адаптирована к точным требованиям схемы. Несмотря на то, что это обеспечивает высочайшую степень гибкости, затраты намного выше, а разработка занимает гораздо больше времени. Риски также выше, поскольку весь проект не проверен и не построен из элементов библиотеки, которые использовались ранее.

Резюме

Конструкции ASIC предлагают очень привлекательное решение для многих приложений большого объема. Они позволяют встраивать значительное количество схем в один чип. Если бы схемы были собраны с использованием фирменных микросхем, дополнительных компонентов и, следовательно, потребовалась бы площадь платы. Производственные затраты будут больше. С достаточным объемом, специальные чипы в виде ASIC предлагают очень привлекательное предложение. В дополнение к аспектам стоимости, ASIC также могут иногда использоваться, потому что могут быть сделаны схемы включения, которые не могут быть технически жизнеспособными с использованием других технологий. Они могут предложить скорость и производительность, которая была бы невозможна, если бы использовались отдельные компоненты. При разработке ASIC часто необходимо нанять другую специализированную компанию для предоставления услуг по разработке ASIC.

далее…

Спаривание эллиптических кривых (перевод)

https://habr.com/post/344808/