Circuit intégré spécifique de l’application – Wikipedia

Un Circuit intégré spécifique de l’application ( Anglais circuit intégré spécifique à l’application , ASIC , aussi Puce personnalisée ) est un circuit électronique réalisé comme un circuit intégré. ^[d’abord] La fonction d’une ASIC ne peut plus être modifiée, les coûts de fabrication sont inférieurs à des coûts disponibles élevés (par exemple, les photomères). Les ASIC sont fabriqués dans le monde entier par les exigences des clients et ne leur sont généralement fournis. Cela diffère l’ASIC des autres micropuces. Si un composant développé ASIC est vendu sur le marché, on parle souvent d’un produit standard spécifique à l’application (ASSP). ^[2]

Les Asics purement numériques intègrent un grand nombre de fonctions logiques qui devraient autrement être compilées à partir de divers éléments de construction standard tels que le processeur, les familles logiques (par exemple 74xx) ou les blocs de construction similaires. Les ASIC de signal mixtes sont constitués de fonctions numériques et analogiques. Les circuits analogiques tels que B. Convertisseur analogique-numérique, PLLS, amplificateurs à faible bruit, conducteurs à courant élevé, etc. Technologie cible (taille de la structure).

Les ASIC sont principalement utilisés pour les réductions de coûts construites en grande série. Une grande partie des puces produites aujourd’hui sont spécifiques à l’application, comme les processeurs dans les téléphones mobiles pour le codage des signaux ou la préparation des données. La différence entre PLDS et les tableaux de porte programmables sur le terrain est que la fonctionnalité des CI spécifiques à l’application doit être clairement déterminée par le fabricant et est donc fermement spécifiée. L’utilisateur ne peut plus modifier le circuit interne. Il existe également des variantes ASIC sur lesquelles les microprocesseurs ou les processeurs de signaux sont intégrés ( Système sur puce ), ce qui signifie qu’une certaine flexibilité pour l’utilisateur peut être réalisée via le logiciel qui expire dessus.

De la conception à la vérification à la production d’ASICS, EDA Software (EDA = Automatisation de la conception électronique ) utilisé.

CPUS [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Les processeurs (Intel Pentium, AMD Athlon, etc.), en revanche, sont des “circuits intégrés universels” qui peuvent maîtriser une variété de tâches différentes. Cependant, cela a l’inconvénient que ces tâches ne sont pas traitées aussi de manière optimale que possible: la consommation d’énergie, la surface de la puce, la fréquence de l’horloge et d’autres paramètres cibles sont plus élevés dans certaines applications qu’avec un bloc de construction spécialisé, le débit de données est généralement plus bas.

UNE GORGÉE [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Un cas particulier d’un processeur qui est conçu ou optimisé pour une tâche spécifique est appelé Processeur d’instructions spécifique à l’application (Une gorgée). En règle générale, ces appareils sont également des SOC. ^[3]

Les premiers fabricants d’ASIC incluent VLSI Technology et LSI Logic, qui mettent en œuvre économiquement les nouveaux concepts et méthodes CAE assistés par ordinateur de Carver Mead et Lynn Conway. ^[4] Au cours du développement de l’industrie des semi-conducteurs, de nombreuses conceptions ASIC pourraient également être réalisées sur les FPGA. ^{[5] [6]}

Diverses solutions sont disponibles pour les ASIC sur le marché. Les concepts peuvent être à peu près divisés en groupes suivants: ^{[7] [8]}

1. ASIC entièrement spécifique au client: utilisation de blocs logiques spécifiques au client dont la conception est effectuée par le client au niveau du transistor. Ceux-ci sont placés et liés spécifiquement pour le produit, donc tous les niveaux de structuration sont spécifiques au produit.
2. En partie ASIC spécifique au client: comment l’ASIC spécifique au client complète entièrement les cellules standard ou macro du fabricant (par exemple les blocs SRAM).
3. ASIC de cellules standard: une conception de circuit spécifique au client uniquement composé de cellules logiques fournies par le fabricant
4. Megazelle-asic: ils sont similaires à l’ASIC cellulaire standard, mais ils sont beaucoup plus complexes et plus grands. Habituellement, ils remplissent des fonctions standard, par exemple B. RAM BLOCS, CODE MPEG
5. Gate Array-asic: porte ou cellules standard préconfigurées qui ne sont liées qu’au niveau de métallisation à la demande du client.
   • SEA-OF-GATES-ASIC: Ils sont similaires aux tableaux de porte, mais ont plusieurs niveaux de métallisation (spécifiques au client), ce qui permet une interconnexion plus complexe des cellules et des arrangements de transistor plus dense.

Ces groupes ont en commun qu’au moins une partie plus ou moins importante des circuits est déterminée avec la fabrication en fonction des exigences du client. Ils diffèrent en termes d’options de configuration possibles du client, des exigences de l’espace, du boîtier disponible, de la complexité du circuit, de la vitesse de commutation, de la consommation d’énergie, etc. ce qui se reflète finalement dans les coûts de la production ou de la puce individuelle. Les personnes largement préfabriquées sont l’une des options les moins chères pour fabriquer l’ASIC. Cependant, ils n’ont pas d’optimisation pour l’application correspondante. L’ASIC entièrement spécifique au client, en revanche, est optimisé pour l’application respective (généralement avec le client) et le choix correspondant de la technologie de fabrication. Cependant, ils nécessitent des efforts très élevés dans la création et la vérification.

De plus, les FPGA sont parfois appelés ASIC. Un FPGA se connecte généralement que le circuit spécifique au client n’est introduit que dans le composant du client. Cependant, il existe également une FPGA partiellement adaptée à la demande du client, dans laquelle certains assemblages reçoivent déjà des ajustements spécifiques au client dans la production. Cela restreint généralement le domaine d’utilisation du FPGA spécifique au client, mais permet des circuits plus rapides et moins chers pour l’application correspondante.

En raison de l’adaptation de son architecture, les ASIC fonctionnent très efficacement et beaucoup plus rapidement qu’une implémentation fonctionnelle par un logiciel dans un microcontrôleur. Dans un smartphone, par exemple, cela a l’avantage que u. La consommation d’électricité est réduite (termes de batterie plus élevés), avec l’augmentation de la puissance de calcul. Comme exemple moderne, le processeur M1 optimisé d’Apple est mentionné ici ou historiquement les processeurs de l’ancien centaure (qui fait partie de Via depuis 1999). ^{[9] [dix]}

En raison de leur exclusivité, les ASIC empêchent les répliques (avantage pour le fabricant). ^{[11] [douzième]}

Les ASIC sont souvent un problème majeur pour les amateurs et les ateliers de service, car ils ne sont généralement plus produits après la production d’un appareil. Une fois les stocks restants utilisés, une réparation n’est généralement possible qu’en supprimant les ASIC des appareils avec d’autres défauts.

Les grands inconvénients des ASIC sont les coûts d’investissement élevés, en particulier pour les petites et moyennes quantités et, dans tous les cas, le temps de développement plus long par rapport à une solution de la même tâche avec des composants discrets et des CI standard ou avec des composants programmables tels que les FPGA.

Les ASIC sont utilisés dans de nombreux appareils électroniques différents, du réveil radio aux ordinateurs à haute performance. La raison du développement de ces CI, qui est souvent conçue uniquement pour une seule série de modèles spécifique, est les économies de coûts par rapport à la structure avec des modules standard, en particulier avec des nombres de production élevés. Au début des circuits intégrés, les ASIC étaient une alternative à la mise en œuvre de transistors individuels ou de blocs TTL. Les ASIC numériques sont des CI qui ont été conçus dans un but spécial. La plupart de ces éléments constitutifs fonctionnent, soit l’espace, la consommation, le coût ou les performances optimisées.

Exemples:

1. ↑ Leonhard Stiny: Blocs de construction intégrés spécifiques de l’application . Dans: Composants électroniques actifs . Springer Specialist Media Wiesbaden, Wiesbaden 2019, ISBN 978-3-658-24751-5, S. 627–676 , est ce que je: 10 1007 / 978-3-658-24752-2_11 ( Springer.com [Consulté le 27 décembre 2022]).
2. ↑ Max Maxfield: ASIC vs ASSP vs SOC vs FPGA – Quelle est la différence? Dans: Ee fois. 23. juin 2014 consulté le 14 décembre 2022 (Anglais).
3. ↑ Chuck Byers: Le processeur ASIC innovant pilote les performances du serveur d’enregistrement. EE Times, 1er décembre 2022, consulté le 27 décembre 2022 (Anglais).
4. ↑ Paul McLellan: Une brève histoire de l’ASIC, partie I. Dans: Semiwiki. 21. août 2012, consulté le 27 décembre 2022 (Anglais américain).
5. ↑ Paul McLellan: Une brève histoire de l’ASIC, partie II. Dans: Semiwiki. 23. août 2012, consulté le 27 décembre 2022 (Anglais américain).
6. ↑ Stephen M. Trimberger: Trois âges des FPGA: une rétrospective sur les trente premières années de la technologie FPGA . Dans: Actes de l’IEEE . Groupe 103 , Non. 3 , Mars 2015, ISSN 0018-9219 , S. 318–331 , est ce que je: 10.1109 / jproc.2015.2392104 (Anglais, Ieee.org [Consulté le 27 décembre 2022]).
7. ↑ Électronique du lexique et microélectronique . Deuxièmement, édition mise à jour et élargie. Springer, Berlin / Heidelberg 1993, ISBN 3-642-58006-8, mot-clé: ASIC , S. 45–46 .
8. ↑ S. K. Tewksbury: Circuits intégrés spécifiques à l’application . Dans: Richard C. Dorf (éd.): Le manuel de génie électrique . 2e édition. CRC Press, Boca Raton 1997, ISBN 0-8493-8574-1.
9. ↑ Technologie Centaur. 1. avril 2010, consulté le 27 décembre 2022 .
10. ↑ Isaiah – Microarchitectures – via les technologies – Wikichip. Consulté le 27 décembre 2022 (Anglais).
11. ↑ Bob Frostholm: Utilisez des Asics analogiques pour éliminer la menace posée par les puces contrefaites. Dans: Anysicicon. 13 mars 2017, consulté le 27 décembre 2022 (Anglais américain).
12. ↑ Les 5 principales pièces les plus contrefaites représentent un défi potentiel de 169 milliards de dollars pour le marché mondial des semi-conducteurs. Dans: ElectronicDesign. Endavor Business Media, 6 juin 2012, consulté le 27 décembre 2022 (Anglais).