متنوع

ما هو ASIC: دائرة متكاملة خاصة بالتطبيق

ما هو ASIC: دائرة متكاملة خاصة بالتطبيق


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيق أو ASICs ، كما يشير الاسم ، هي دوائر متكاملة غير قياسية تم تصميمها لاستخدام أو تطبيق معين. بشكل عام ، سيتم تنفيذ تصميم ASIC لمنتج سيكون له عملية إنتاج كبيرة ، وقد يحتوي ASIC على جزء كبير جدًا من الإلكترونيات المطلوبة في دائرة متكاملة واحدة. كما يمكن أن يتصور ، فإن تكلفة تصميم ASIC مرتفعة ، وبالتالي تميل إلى أن تكون مخصصة للمنتجات ذات الحجم الكبير.

على الرغم من تكلفة تصميم ASIC ، يمكن أن تكون بطاقات ASIC فعالة للغاية من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات حيث تكون الأحجام كبيرة. من الممكن تصميم تصميم ASIC لتلبية المتطلبات الدقيقة للمنتج واستخدام ASIC يمكن أن يعني أنه يمكن احتواء الكثير من التصميم العام في دائرة متكاملة واحدة ويمكن تقليل عدد المكونات الإضافية بشكل كبير. نتيجة لذلك ، يتم استخدامها على نطاق واسع في المنتجات ذات الحجم الكبير مثل الهواتف المحمولة أو التطبيقات المماثلة الأخرى ، غالبًا للمنتجات الاستهلاكية حيث تكون الأحجام أكبر ، أو للمنتجات التجارية المستخدمة على نطاق واسع

أول الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيق (ASICs) عالجت تقليديًا الوظائف المنطقية فقط. الآن يمكن أن تتضمن تصميمات ASIC للإشارة المختلطة وظائف تماثلية (بما في ذلك RF) ومنطقية. هذه الإشارات المختلطة ASIC مفيدة بشكل خاص في القدرة على إنشاء نظام كامل على الرقاقة ، SoC. هنا يتم دمج نظام أو منتج كامل في شريحة ولا يلزم وجود مكونات أخرى تقريبًا. هذا يجعل تصميم ASIC للإشارة المختلطة اقتراحًا جذابًا للغاية للعديد من التطبيقات.

بدايات ASIC

يمكن إرجاع بدايات ASIC إلى أوائل الثمانينيات. في هذا الوقت تقريبًا ، بدأت الدوائر المتكاملة في إحداث تأثير كبير على صناعة الإلكترونيات. في ضوء المزايا التي توفرها الدوائر المتكاملة ، والعدد المحدود الذي كان متاحًا ، تم إجراء بعض المحاولات لإنشاء شرائح منطقية يمكن تركيزها بسهولة على تطبيق معين. استخدمت إحدى المبادرات المبكرة التي قامت بها شركة Ferranti ، وهي شركة مقرها المملكة المتحدة ، ما كان يسمى مصفوفة المنطق غير الملتزم (ULA). قدم هذا المخطط التخصيص عن طريق تغيير قناع الربط المعدني.

احتوت ULAs الأولى على بضعة آلاف من البوابات فقط ، لكن الإصدارات الأحدث كانت تتمتع بمستويات أعلى من المرونة واستخدمت قوالب أساسية مختلفة مخصصة بواسطة كل من طبقات المعدن والبولي سيليكون. في بعض الحالات تم دمج عناصر RAM في ULA الأساسي.

من هذه التطورات المبكرة ، تم تطوير عدد من أنواع مختلفة من ASIC. الآن العديد من ASICs معقدة للغاية ، وبعضها عبارة عن ASICs مختلطة الإشارات التي تتضمن كلاً من الدوائر التماثلية والرقمية.

أساسيات ASIC

يعد تطوير وتصنيع تصميم ASIC بما في ذلك تخطيط ASIC عملية مكلفة للغاية. من أجل تقليل التكاليف ، هناك مستويات مختلفة من التخصيص التي يمكن استخدامها. يمكن أن يؤدي ذلك إلى خفض التكاليف للتصاميم التي لا تتطلب مستويات كبيرة من تخصيص ASIC. هناك ثلاثة مستويات من ASIC يمكن استخدامها:

  • مصفوفة البوابة هذا النوع من ASIC هو الأقل قابلية للتخصيص. هنا تكون طبقات السيليكون قياسية ، لكن طبقات المعدن التي تسمح بالترابط بين المناطق المختلفة على الرقاقة قابلة للتخصيص. يعتبر هذا النوع من ASIC مثاليًا حيث يلزم وجود عدد كبير من الوظائف القياسية التي يمكن توصيلها بطريقة معينة لتلبية المتطلبات المحددة.
  • خلية قياسية بالنسبة لهذا النوع من ASIC ، يعد القناع تصميمًا مخصصًا ، لكن السيليكون يتكون من مكونات مكتبة. وهذا يعطي درجة عالية من المرونة ، بشرط أن تكون الوظائف القياسية قادرة على تلبية المتطلبات.
  • تصميم مخصص كامل هذا النوع من ASIC هو الأكثر مرونة لأنه يتضمن تصميم ASIC وصولاً إلى مستوى الترانزستور. يمكن تصميم تخطيط ASIC وفقًا للمتطلبات الدقيقة للدائرة. في حين أنه يعطي أعلى درجة من المرونة ، إلا أن التكاليف أعلى بكثير ويستغرق تطويرها وقتًا أطول. كما أن المخاطر أعلى لأن التصميم بالكامل لم يتم اختباره ولم يتم إنشاؤه من عناصر المكتبة التي تم استخدامها من قبل.

تقدم تصميمات ASIC حلاً جذابًا للغاية للعديد من التطبيقات ذات الحجم الكبير. إنها تمكن من دمج كميات كبيرة من الدوائر في شريحة واحدة. لو تم تجميع الدوائر باستخدام شرائح خاصة ، فستكون هناك حاجة إلى مكونات إضافية ، وبالتالي منطقة اللوحة. ستكون تكاليف التصنيع أكثر. مع حجم كافٍ ، تقدم الرقائق المخصصة في شكل ASIC عرضًا جذابًا للغاية. بالإضافة إلى جوانب التكلفة ، يمكن أيضًا استخدام ASICs في بعض الأحيان لأن الدوائر التمكينية التي قد لا تكون قابلة للتطبيق من الناحية الفنية باستخدام تقنيات أخرى. قد توفر السرعة ، والأداء الذي لن يكون ممكنًا هو استخدام مكونات منفصلة. عند تطوير ASIC ، غالبًا ما يكون من الضروري توظيف شركة متخصصة أخرى لتقديم خدمة تصميم ASIC. باستخدام خبراتهم ، يمكن إجراء التصميم بشكل أكثر فعالية - من حيث الوظيفة الصحيحة والتكلفة والجدول الزمني.


شاهد الفيديو: The Basics and Benefits of ASICs (قد 2022).