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O que é um ASIC: circuito integrado específico de aplicativo

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Circuitos integrados específicos de aplicação ou ASICs são, como o nome indica, circuitos integrados não padronizados que foram projetados para um uso ou aplicação específica. Geralmente, um projeto ASIC é realizado para um produto que terá uma grande produção, e o ASIC pode conter uma grande parte dos componentes eletrônicos necessários em um único circuito integrado. Como se pode imaginar, o custo de um projeto ASIC é alto e, portanto, eles tendem a ser reservados para produtos de alto volume.

Apesar do custo de um design ASIC, os ASICs podem ser muito econômicos para muitas aplicações onde os volumes são altos. É possível adaptar o design ASIC para atender aos requisitos exatos do produto e usar um ASIC pode significar que muito do design geral pode estar contido em um circuito integrado e o número de componentes adicionais pode ser significativamente reduzido. Como resultado, eles são amplamente utilizados em produtos de alto volume, como telefones celulares ou outras aplicações semelhantes, geralmente para produtos de consumo onde os volumes são maiores ou para produtos comerciais que são amplamente utilizados.

Os primeiros ASICs (Application Specific Integrated Circuits) tradicionalmente endereçavam apenas funções lógicas. Agora, os projetos ASIC de sinais mistos podem incorporar funções analógicas (incluindo RF) e lógicas. Esses ASICs de sinais mistos são particularmente úteis para fazer um sistema completo no chip, SoC. Aqui, um sistema ou produto completo é integrado em um chip e praticamente nenhum outro componente é necessário. Isso torna o design ASIC de sinal misto uma proposta muito atraente para muitas aplicações.

ASIC começos

O início do ASIC pode ser rastreado até o início dos anos 1980. Nessa época, os CIs estavam começando a causar um grande impacto na indústria eletrônica. Tendo em vista as vantagens que os CIs proporcionavam, e o número limitado que estavam disponíveis, algumas tentativas foram feitas para criar um chip lógico que pudesse ser facilmente direcionado para uma aplicação específica. Uma das primeiras iniciativas realizadas pela Ferranti, uma empresa com sede no Reino Unido, usou o que foi chamado de array lógico não comprometido (ULA). Este esquema forneceu a personalização variando a máscara de interconexão de metal.

Os primeiros ULAs continham apenas alguns milhares de portas, mas as versões posteriores tinham maiores níveis de flexibilidade e usavam diferentes matrizes de base personalizadas por camadas de metal e polissilício. Em alguns casos, os elementos de RAM foram incorporados ao ULA básico.

A partir desses primeiros desenvolvimentos, vários tipos diferentes de ASIC foram desenvolvidos. Agora, muitos ASICs são muito complicados e alguns são ASICs de sinais mistos que incorporam circuitos analógicos e digitais.

ASIC básico

O desenvolvimento e a fabricação de um design ASIC incluindo o layout ASIC é um processo muito caro. Para reduzir os custos, existem diferentes níveis de personalização que podem ser utilizados. Isso pode permitir que os custos sejam reduzidos para projetos em que não são necessários grandes níveis de personalização do ASIC. Essencialmente, existem três níveis de ASIC que podem ser usados:

  • Gate Array Este tipo de ASIC é o menos personalizável. Aqui, as camadas de silício são padrão, mas as camadas de metalização que permitem as interconexões entre as diferentes áreas do chip são personalizáveis. Este tipo de ASIC é ideal quando um grande número de funções padrão são necessárias, as quais podem ser conectadas de uma maneira particular para atender a um determinado requisito.
  • Célula padrão Para este tipo de ASIC, a máscara é um design personalizado, mas o silício é feito de componentes de biblioteca. Isso proporciona um alto grau de flexibilidade, desde que as funções padrão sejam capazes de atender aos requisitos.
  • Design totalmente personalizado Este tipo de ASIC é o mais flexível porque envolve o design do ASIC até o nível do transistor. O layout ASIC pode ser adaptado aos requisitos exatos do circuito. Embora forneça o mais alto grau de flexibilidade, os custos são muito mais altos e leva muito mais tempo para se desenvolver. Os riscos também são maiores, pois todo o projeto não foi testado e não foi construído a partir de elementos de biblioteca que foram usados ​​antes.

Os designs ASIC oferecem uma solução muito atraente para muitas aplicações de alto volume. Eles permitem que uma quantidade significativa de circuitos seja incorporada em um único chip. Se os circuitos tivessem sido montados com chips proprietários, seriam necessários componentes adicionais e, portanto, área da placa. Os custos de fabricação seriam maiores. Com volume suficiente, chips personalizados, na forma de ASICs, oferecem uma proposta muito atraente. Além dos aspectos de custo, os ASICs também podem ser usados ​​às vezes porque os circuitos de habilitação a serem feitos podem não ser tecnicamente viáveis ​​usando outras tecnologias. Eles podem oferecer velocidade e desempenho que não seria possível se componentes discretos fossem usados. Ao desenvolver um ASIC, geralmente é necessário empregar outra empresa especializada para fornecer o serviço de design ASIC. Usando sua experiência, o projeto pode ser realizado de forma mais eficaz - em termos de funcionalidade, custo e prazo corretos.


Assista o vídeo: Adopting Model-Based Design for FPGA, ASIC, and SoC Development (Pode 2022).


Comentários:

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