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Qu'est-ce qu'un ASIC: circuit intégré spécifique à l'application

Qu'est-ce qu'un ASIC: circuit intégré spécifique à l'application

Les circuits intégrés spécifiques à une application ou ASIC sont, comme leur nom l'indique, des circuits intégrés non standard qui ont été conçus pour une utilisation ou une application spécifique. En général, une conception ASIC sera entreprise pour un produit qui aura une grande série de production, et l'ASIC peut contenir une très grande partie de l'électronique nécessaire sur un seul circuit intégré. Comme on peut l'imaginer, le coût d'une conception ASIC est élevé, et par conséquent, ils ont tendance à être réservés aux produits à grand volume.

Malgré le coût d'une conception ASIC, les ASIC peuvent être très rentables pour de nombreuses applications où les volumes sont élevés. Il est possible d'adapter la conception ASIC pour répondre à l'exigence exacte du produit et l'utilisation d'un ASIC peut signifier qu'une grande partie de la conception globale peut être contenue dans un circuit intégré et le nombre de composants supplémentaires peut être considérablement réduit. En conséquence, ils sont largement utilisés dans les produits à volume élevé comme les téléphones portables ou d'autres applications similaires, souvent pour les produits de consommation où les volumes sont plus élevés, ou pour les produits commerciaux largement utilisés.

Les premiers circuits intégrés spécifiques aux applications (ASIC) ne traitaient traditionnellement que des fonctions logiques. Désormais, les conceptions ASIC à signaux mixtes peuvent intégrer des fonctions analogiques (y compris RF) et logiques. Ces ASIC à signaux mixtes sont particulièrement utiles pour pouvoir réaliser un système complet sur puce, SoC. Ici, un système ou un produit complet est intégré sur une puce et pratiquement aucun autre composant n'est requis. Cela fait d'une conception ASIC à signaux mixtes une proposition très intéressante pour de nombreuses applications.

Débuts ASIC

Les débuts de l'ASIC remontent au début des années 1980. À cette époque, les circuits intégrés commençaient à avoir un impact majeur sur l'industrie électronique. Compte tenu des avantages que procuraient les circuits intégrés et du nombre limité qui étaient disponibles, certaines tentatives ont été faites pour créer des puces logiques qui pourraient être facilement orientées vers une application spécifique. Une des premières initiatives entreprises par Ferranti, une société basée au Royaume-Uni, utilisait ce que l'on appelait le réseau logique non engagé (ULA). Ce schéma a fourni la personnalisation en faisant varier le masque d'interconnexion métallique.

Les premiers ULA ne contenaient que quelques milliers de portes, mais les versions ultérieures avaient une plus grande flexibilité et utilisaient différentes matrices de base personnalisées à la fois par des couches de métal et de polysilicium. Dans certains cas, des éléments de RAM ont été incorporés dans l'ULA de base.

À partir de ces premiers développements, un certain nombre de types différents d'ASIC ont été développés. Maintenant, de nombreux ASIC sont très compliqués, et certains sont des ASIC à signaux mixtes qui incorporent des circuits analogiques et numériques.

Bases de l'ASIC

Le développement et la fabrication d'une conception ASIC comprenant la disposition ASIC est un processus très coûteux. Afin de réduire les coûts, différents niveaux de personnalisation peuvent être utilisés. Ceux-ci peuvent permettre de réduire les coûts pour les conceptions où de grands niveaux de personnalisation de l'ASIC ne sont pas nécessaires. Il existe essentiellement trois niveaux d'ASIC qui peuvent être utilisés:

  • Réseau de portes Ce type d'ASIC est le moins personnalisable. Ici les couches de silicium sont standards mais les couches de métallisation permettant les interconnexions entre différentes zones de la puce sont personnalisables. Ce type d'ASIC est idéal lorsqu'un grand nombre de fonctions standard sont nécessaires et peuvent être connectées d'une manière particulière pour répondre à l'exigence donnée.
  • Cellule standard Pour ce type d'ASIC, le masque est une conception personnalisée, mais le silicium est constitué de composants de bibliothèque. Cela donne un haut degré de flexibilité, à condition que les fonctions standard soient en mesure de répondre aux exigences.
  • Conception entièrement personnalisée Ce type d'ASIC est le plus flexible car il implique la conception de l'ASIC jusqu'au niveau du transistor. La disposition ASIC peut être adaptée aux exigences exactes du circuit. Bien que cela donne le plus haut degré de flexibilité, les coûts sont beaucoup plus élevés et son développement prend beaucoup plus de temps. Les risques sont également plus élevés car l'ensemble de la conception n'est pas testée et n'est pas construite à partir d'éléments de bibliothèque qui ont été utilisés auparavant.

Les conceptions ASIC offrent une solution très intéressante pour de nombreuses applications à grand volume. Ils permettent d'incorporer des quantités importantes de circuits sur une seule puce. Si les circuits avaient été assemblés à l'aide de puces propriétaires, des composants supplémentaires et, par conséquent, une surface de carte seraient nécessaires. Les coûts de fabrication seraient plus élevés. Avec un volume suffisant, les puces personnalisées, sous forme d'ASIC, offrent une proposition très attractive. En plus des aspects de coût, les ASIC peuvent également être utilisés parfois parce qu'ils permettent la réalisation de circuits qui pourraient ne pas être techniquement viables en utilisant d'autres technologies. Ils peuvent offrir une vitesse et des performances qui ne seraient pas possibles si des composants discrets ont été utilisés. Lors du développement d'un ASIC, il est souvent nécessaire d'employer une autre société spécialisée pour fournir le service de conception ASIC. En utilisant leur expertise, la conception peut être entreprise plus efficacement - en termes de fonctionnalité, de coût et de calendrier.

Voir la vidéo: Blockchain Glossary - What is ASIC? (Octobre 2020).