Miscellaneous

Apa itu ASIC: ciruit terintegrasi khusus aplikasi

Apa itu ASIC: ciruit terintegrasi khusus aplikasi

Sirkuit Terpadu Khusus Aplikasi atau ASIC adalah, seperti yang ditunjukkan namanya, sirkuit terintegrasi non-standar yang telah dirancang untuk penggunaan atau aplikasi tertentu. Umumnya desain ASIC akan dilakukan untuk produk yang akan menjalankan produksi besar, dan ASIC mungkin berisi sebagian besar elektronik yang dibutuhkan pada satu sirkuit terintegrasi. Seperti yang dapat dibayangkan, biaya desain ASIC tinggi, dan oleh karena itu cenderung disediakan untuk produk bervolume tinggi.

Terlepas dari biaya desain ASIC, ASIC bisa sangat hemat biaya untuk banyak aplikasi di mana volumenya tinggi. Dimungkinkan untuk menyesuaikan desain ASIC untuk memenuhi persyaratan yang tepat untuk produk dan menggunakan ASIC dapat berarti bahwa sebagian besar desain keseluruhan dapat dimasukkan ke dalam satu sirkuit terintegrasi dan jumlah komponen tambahan dapat dikurangi secara signifikan. Akibatnya, mereka banyak digunakan dalam produk volume tinggi seperti ponsel atau aplikasi serupa lainnya, seringkali untuk produk konsumen yang volumenya lebih tinggi, atau untuk produk bisnis yang banyak digunakan.

Sirkuit Terpadu Khusus Aplikasi (ASIC) pertama secara tradisional hanya membahas fungsi logika. Sekarang desain ASIC sinyal campuran dapat menggabungkan fungsi analog (termasuk RF) dan logika. ASIC sinyal campuran ini sangat berguna untuk membuat sistem lengkap pada chip, SoC. Di sini sistem atau produk lengkap diintegrasikan ke dalam sebuah chip dan hampir tidak ada komponen lain yang diperlukan. Ini membuat desain ASIC sinyal campuran menjadi proposisi yang sangat menarik untuk banyak aplikasi.

Awal ASIC

Awal dari ASIC dapat ditelusuri kembali ke awal 1980-an. Sekitar waktu ini, IC mulai memberi pengaruh besar pada industri elektronik. Mengingat keunggulan yang disediakan IC, dan jumlah terbatas yang tersedia, beberapa upaya dilakukan untuk membuat chip logika yang dapat dengan mudah difokuskan ke aplikasi tertentu. Salah satu inisiatif awal yang dilakukan oleh Ferranti, sebuah perusahaan yang berbasis di Inggris, menggunakan apa yang disebut array logika tidak terikat (ULA). Skema ini memberikan penyesuaian dengan memvariasikan topeng interkoneksi logam.

ULA pertama hanya berisi beberapa ribu gerbang, tetapi versi yang lebih baru memiliki tingkat fleksibilitas yang lebih tinggi dan menggunakan cetakan dasar yang berbeda yang disesuaikan dengan lapisan logam dan polisilikon. Dalam beberapa kasus, elemen RAM dimasukkan ke dalam ULA dasar.

Dari perkembangan awal ini, sejumlah jenis ASIC telah dikembangkan. Sekarang banyak ASIC sangat rumit, dan beberapa ASIC sinyal campuran yang menggabungkan sirkuit analog dan digital.

Dasar-dasar ASIC

Pengembangan dan pembuatan desain ASIC termasuk tata letak ASIC adalah proses yang sangat mahal. Untuk mengurangi biaya, ada berbagai tingkat penyesuaian yang dapat digunakan. Hal ini memungkinkan pengurangan biaya untuk desain yang tidak memerlukan penyesuaian tingkat besar pada ASIC. Pada dasarnya ada tiga level ASIC yang dapat digunakan:

  • Array Gerbang Jenis ASIC ini paling tidak dapat disesuaikan. Di sini lapisan silikon adalah standar tetapi lapisan metalisasi memungkinkan interkoneksi antara area yang berbeda pada chip dapat disesuaikan. Jenis ASIC ini ideal di mana sejumlah besar fungsi standar diperlukan yang dapat dihubungkan dengan cara tertentu untuk memenuhi persyaratan yang diberikan.
  • Sel standar Untuk jenis ASIC ini, topengnya dirancang khusus, tetapi silikonnya dibuat dari komponen perpustakaan. Ini memberikan tingkat fleksibilitas yang tinggi, asalkan fungsi standar dapat memenuhi persyaratan.
  • Desain khusus penuh Jenis ASIC ini paling fleksibel karena melibatkan desain ASIC hingga level transistor. Tata letak ASIC dapat disesuaikan dengan persyaratan sirkuit yang tepat. Meskipun memberikan tingkat fleksibilitas tertinggi, biayanya jauh lebih tinggi dan butuh waktu lebih lama untuk mengembangkannya. Risikonya juga lebih tinggi karena keseluruhan desain belum teruji dan tidak dibangun dari elemen perpustakaan yang telah digunakan sebelumnya.

Desain ASIC menawarkan solusi yang sangat menarik untuk banyak aplikasi volume tinggi. Mereka memungkinkan sejumlah besar sirkuit untuk dimasukkan ke dalam satu chip. Seandainya sirkuit dirakit menggunakan chip berpemilik, komponen tambahan, dan karenanya area papan akan dibutuhkan. Biaya pembuatan akan lebih mahal. Dengan volume yang cukup, chip kustom dalam bentuk ASIC menawarkan proposisi yang sangat menarik. Selain aspek biaya, ASIC juga dapat digunakan kadang-kadang karena sirkuit pengaktifan yang akan dibuat mungkin secara teknis tidak layak menggunakan teknologi lain. Mereka mungkin menawarkan kecepatan, dan kinerja yang tidak mungkin dilakukan adalah penggunaan komponen terpisah. Saat mengembangkan ASIC, seringkali perlu untuk mempekerjakan perusahaan spesialis lain untuk menyediakan layanan desain ASIC. Dengan menggunakan keahlian mereka, desain dapat dilakukan dengan lebih efektif - dalam hal fungsionalitas, biaya, dan skala waktu yang benar.


Tonton videonya: All About ASICs - EEs Talk Tech #10 (September 2021).