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專用集成電路 |
專用集成電路是為特定用戶或特定電子系統製作的集成電路。數字集成電路的通用性和大批量生產,使電子產品成本大幅度下降,推進了計算機通信和電子產品的普及,但同時也產生了通用與專用的矛盾,以及系統設計與電路製作脫節的問題。同時,集成電路規模越大,組建系統時就越難以針對特殊要求加以改變。為解決這些問題,就出現了以用戶參加設計為特徵的專用集成電路,它能實現整機系統的優化設計,性能優越,保密性強。
簡介
專用集成電路(application specific integrated circuit) 是針對整機或系統的需要,專門為之設計製造的集成電路,簡稱ASIC。相對於通用集成電路而言,用戶在某種程度上參與該產品的開發。專用集成電路可以把分別承擔一些功能的數個、數十個、甚至上百個通用中、小規模集成電路的功能集成在一塊芯片上,進而可將整個系統集成在一塊芯片上實現系統的需要。它使整機電路優化,元件數減少,布線縮短,體積和重量減小,提高了系統可靠性。產品的特點是功能強、品種多;但批量較小,設計周期長,工藝生產與測試難度增加,故成本較高。專用集成電路更適用於軍事應用,能有效地解決軍用集成電路的高性能、小批量、高可靠、快周期的矛盾。現在大的集成電路生產廠都配有極強的計算機輔助電路設計能力,可根據用戶的要求迅速設計製作專用集成電路,或接受用戶的電路設計,甚至由用戶直接設計工藝來製造滿足用戶需要的集成電路。
評價
專用集成電路的開發可分為設計、加工與測試三個主要環節。但因其功能的多樣而更具特色。設計過程1)功能設計的目的是為電路設計做準備,將系統功能用於系統實現,便於按系統、電路、元件的級別做層次式設計。2)邏輯設計的結果是給出滿足功能塊所要求的邏輯關係的邏輯構成。它是用門級電路或功能模塊電路實現,用表、布爾公式或特定的語言表示的。3)電路設計的目的是確定電路結構(元件聯接關係)和元件特性(元件值、晶體管參數),以滿足所要求的功能電路的特性,同時考慮電源電壓變動、溫度變動以及製造誤差而引起的性能變化。4)布圖設計直接服務於工藝製造。它根據邏輯電路圖或電子電路圖決定元件、功能模塊在芯片上的配置,以及它們之間的連線路徑.為節約芯片面積要進行多種方案比較,直到滿意。5)驗證是藉助計算機輔助設計系統對電路功能、邏輯和版圖的設計,以及考慮實際產品可能出現的時延和故障進行分析的過程。在模擬分析基礎上對設計參數進行修正。為了爭取產品一次投片成功,設計工作的每一階段都要對其結果反覆進行比較取優,以取得最好的設計結果。設計方式一般可分為全定製設計和半定製設計。前者是按圖所示流程依次完成設計的各個階段,後者是在設計的某個階段利用已有成果,進行的更有效設計。例如對已具有合理的版圖結構、經過實際使用證明是實用的模塊電路進行半定製設計,就可節約布圖或製造時間。標準單元法、門陣列法、可編程邏輯陣列法都是利用模塊化電路進行半定製設計的常用方法。在計算機輔助設計系統中,以單元電路庫、宏單元庫形式開發的基本單元越豐富,越有利於電路設計。這些庫包括基本門、觸發器、譯碼器、微處理器核心電路、ROM、RAM以及模擬電路模塊等。通常對庫單元的描述有名稱,功能,布爾表達式,邏輯圖,電路圖,電學參數,版圖外框,輸入、輸出口和版圖結構等。[1]