Diverso

Qué es un ASIC: circuito integrado específico de la aplicación

Qué es un ASIC: circuito integrado específico de la aplicación

Los circuitos integrados para aplicaciones específicas o ASIC son, como su nombre indica, circuitos integrados no estándar que han sido diseñados para un uso o aplicación específicos. Por lo general, se realizará un diseño de ASIC para un producto que tendrá una gran producción y el ASIC puede contener una gran parte de la electrónica necesaria en un solo circuito integrado. Como puede imaginarse, el costo de un diseño ASIC es alto y, por lo tanto, tienden a reservarse para productos de gran volumen.

A pesar del costo de un diseño ASIC, los ASIC pueden ser muy rentables para muchas aplicaciones donde los volúmenes son altos. Es posible adaptar el diseño ASIC para cumplir con los requisitos exactos del producto y el uso de un ASIC puede significar que gran parte del diseño general puede estar contenido en un circuito integrado y la cantidad de componentes adicionales puede reducirse significativamente. Como resultado, se utilizan ampliamente en productos de gran volumen como teléfonos móviles u otras aplicaciones similares, a menudo para productos de consumo donde los volúmenes son mayores o para productos comerciales que se utilizan ampliamente.

Los primeros circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC) tradicionalmente solo abordaban funciones lógicas. Ahora, los diseños ASIC de señal mixta pueden incorporar funciones analógicas (incluida RF) y lógicas. Estos ASIC de señal mixta son particularmente útiles para poder hacer un sistema completo en chip, SoC. Aquí se integra un sistema o producto completo en un chip y prácticamente no se requieren otros componentes. Esto hace que un diseño ASIC de señal mixta sea una propuesta muy atractiva para muchas aplicaciones.

Inicios de ASIC

Los inicios del ASIC se remontan a principios de la década de 1980. Por esta época, los circuitos integrados comenzaban a tener un gran impacto en la industria electrónica. En vista de las ventajas que proporcionaban los circuitos integrados y el número limitado que estaba disponible, se hicieron algunos intentos para crear un chip lógico que pudiera enfocarse fácilmente hacia una aplicación específica. Una de las primeras iniciativas emprendidas por Ferranti, una empresa con sede en el Reino Unido, utilizó lo que se denominó matriz lógica no comprometida (ULA). Este esquema proporcionó la personalización variando la máscara de interconexión metálica.

Los primeros ULA contenían solo unos pocos miles de puertas, pero las versiones posteriores tenían mayores niveles de flexibilidad y usaban diferentes matrices base personalizadas por capas de metal y polisilicio. En algunos casos, los elementos RAM se incorporaron al ULA básico.

A partir de estos primeros desarrollos, se han desarrollado varios tipos diferentes de ASIC. Ahora, muchos ASIC son muy complicados y algunos son ASIC de señal mixta que incorporan circuitos analógicos y digitales.

Conceptos básicos de ASIC

El desarrollo y fabricación de un diseño ASIC, incluido el diseño ASIC, es un proceso muy costoso. Para reducir los costos, existen diferentes niveles de personalización que se pueden utilizar. Esto puede permitir reducir los costos para diseños donde no se requieren grandes niveles de personalización del ASIC. Básicamente, hay tres niveles de ASIC que se pueden utilizar:

  • Matriz de puerta Este tipo de ASIC es el menos personalizable. Aquí, las capas de silicio son estándar, pero las capas de metalización que permiten las interconexiones entre diferentes áreas del chip son personalizables. Este tipo de ASIC es ideal cuando se requiere una gran cantidad de funciones estándar que se pueden conectar de una manera particular para cumplir con el requisito dado.
  • Celda estándar Para este tipo de ASIC, la máscara es un diseño personalizado, pero el silicio se compone de componentes de biblioteca. Esto proporciona un alto grado de flexibilidad, siempre que las funciones estándar puedan cumplir con los requisitos.
  • Diseño personalizado completo Este tipo de ASIC es el más flexible porque implica el diseño del ASIC hasta el nivel del transistor. El diseño ASIC se puede adaptar a los requisitos exactos del circuito. Si bien brinda el mayor grado de flexibilidad, los costos son mucho más altos y se tarda mucho más en desarrollar. Los riesgos también son mayores ya que todo el diseño no se ha probado y no se ha construido a partir de elementos de la biblioteca que se han utilizado antes.

Los diseños ASIC ofrecen una solución muy atractiva para muchas aplicaciones de gran volumen. Permiten incorporar cantidades significativas de circuitos en un solo chip. Si los circuitos se hubieran ensamblado utilizando chips patentados, se necesitarían componentes adicionales y, por lo tanto, área de placa. Los costos de fabricación serían mayores. Con suficiente volumen, los chips personalizados, en forma de ASIC, ofrecen una propuesta muy atractiva. Además de los aspectos de costo, los ASIC también se pueden usar a veces porque permiten la fabricación de circuitos que podrían no ser técnicamente viables con otras tecnologías. Pueden ofrecer velocidad y un rendimiento que no sería posible si se utilizaran componentes discretos. Al desarrollar un ASIC, a menudo es necesario contratar a otra empresa especializada para que proporcione el servicio de diseño de ASIC. Mediante el uso de su experiencia, el diseño se puede realizar de manera más eficaz, en términos de funcionalidad, costos y plazos correctos.

Ver el vídeo: Qué es un ASIC? Diccionario Minero (Octubre 2020).