什么是ASIC技术?ASIC设计方式的演变

可编程逻辑

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描述

提供规定的全套功能,通常是用于专门设备中的集成电路。

按用户需要,面向特定用途而专门设计制作的集成电路。大量生产并标准化的通用集成电路一般不能满足全部用户的需要,研制新的电子系统常需各种具有特殊功能或特殊技术指标的集成电路。定制集成电路是解决这个问题的重要途径之一,是集成电路发展的一个重要方面。

按制作方式可分为全定制集成电路和半定制集成电路。全定制集成电路是按照预期功能和技术指标而专门设计制成的集成电路,制造周期长、成本高 ,制成后不易修改 ,但性能比较理想 ,芯片面积小,集成度高。半定制集成电路制法很多,其中的门阵列法是先将标准电路单元如门电路加工成半成品(门阵列、门海等),然后按用户的技术要求进行设计,将芯片上的各标准电路单元连成各种功能电路,进而连成所要的大规模集成电路。采用此法,从预制的半成品母片出发,借助计算机辅助设计系统 ,只须完成一 、两块连线用的掩膜版再进行后工序加工,即可得到预期的电路 。 因此研制周期大大缩短 、成本降低、修改设计方便,宜于大批量生产。缺点是芯片面积利用率低,性能不如全定制集成电路。

ASIC的设计手段的演变过程

IC的设计方法和手段经历了几十年的发展演变,从最初的全手工设计发展到现在先进的可以全自动实现的过程。这也是近几十年来科学技术,尤其是电子信息技术发展的结果。从设计手段演变的过程划分,设计手段经历了手工设计、计算机辅助设计(ICCAD)、电子设计自动化EDA、电子系统设计自动化ESDA以及用户现场可编程器阶段。集成电路制作在只有几百微米厚的原形硅片上,每个硅片可以容纳数百甚至成千上万个管芯。集成电路中的晶体管和连线视其复杂程度可以由许多层构成,目前最复杂的工艺大约由6层位于硅片内部的扩散层或离子注入层,以及6层位于硅片表面的连线层组成。就设计方法而言,设计集成电路的方法可以分为全定制、半定制和可编程IC设计三种方式。

ASIC(Application Specific Integrated Circuits,专用集成电路),是指应特定用户要求或特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。 ASIC作为集成电路(IC)技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物,与通用集成电路相比,在构成电子系统时具有以下几个方面的优越性:

1. 缩小体积、减轻重量、降低功耗;

2. 提高可靠性,用ASIC芯片进行系统集成后,外部连线减少,因而可靠性明显提高;

3. 易于获得高性能,ASIC是针对专门应用而特别设计的;系统设计、电路设计、工艺设计之间紧密结合,这种一体化的设计有利于获得前所未有的高性能系统;

4. 可增强保密性,电子产品中的ASIC芯片对用户来说相当于一个“黑匣子”,难于仿造;

5. 在大批量应用时,可显著降低系统成本。

全定制设计简述

全定制ASIC是利用集成电路的最基本设计方法(不使用现有库单元),对集成电路中所有的元器件进行精工细作的设计方法。全定制设计可以实现最小面积,最佳布线布局、最优功耗速度积,得到最好的电特性。该方法尤其适宜于模拟电路,数模混合电路以及对速度、功耗、管芯面积、其它器件特性(如线性度、对称性、电流容量、耐压等)有特殊要求的场合;或者在没有现成元件库的场合。

ASIC与cpu的关系

CPU是读取外部程序代码指令流来执行并生成结果的,而专用芯片(ASIC)则是通过读入原始数据信号,在经过内部逻辑电路之后直接生成了输出信号。一片频率100MHz的FPGA在运行专用逻辑的时候速度也会高于频率几GHz的CPU 。

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