_ بخش مدار های مجتمع (Asic _ ای سیک)
مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC)_ یک مدار الکترونیکی بسته بندی فشرده
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) یک مدار الکترونیکی بسته بندی فشرده است که برای ساده کردن طراحی کلی مدار طراحی شده است. در برخی موارد از عملکرد معکوس یک مدار مجتمع مخصوص کاربرد (ASIC) موجود نیز جلوگیری می کند. به عنوان مثال، بسیاری از محصولات از یک تراشه با هدف خاص برای کنترل محصول استفاده می کنند. تقریباً همه ابزار ها، مانند رایانه ها، تلفن های همراه و سایر دستگاه‌های دیجیتال از حداقل یک ASIC استفاده می کنند. این مدار به طور قابل توجهی با یک مدار مجتمع (IC) همه منظوره متفاوت است.
مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) اغلب در برنامه های کاربردی مدارهای پیچیده استفاده می شود. تراشه های نیمه هادی با چگالی بالاتر اغلب در تولید الکترونیک ترجیح داده می شوند. این منجر به تولید محصولات جدیدتر با تراشه های همه منظوره و مدارهای مجتمع ویژه ویژه برنامه با تعداد قطعات کمتر و اندازه یا ردپای کوچکتر می شود. یک استثناء، نیمه هادی های پرقدرت یا با کاربرد ویژه هستند که نیاز به نصب جداگانه از بقیه اجزای روی برد دارند. اگر بخش های همه منظوره مدار را بتوان در یک بسته کوچکتر ادغام کرد، نتیجه معمولاً یک مدار مجتمع ویژه برنامه است.مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) یک مدار الکترونیکی بسیار کوچک است که در سطوح ولتاژ جداگانه کار می کند و در یک بسته کوچک نصب می شود. معمولاً با منبع تغذیه جریان مستقیم ولتاژ پایین (DC) کار می کند. ولتاژهای تغذیه معمولی 5 و 3.3 ولت (V) هستند. مدارهای مجتمع دیجیتال قبلی روی منبع تغذیه 12 ولت کار می کردند . در ساخت مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) انواع مختلفی از نیمه هادی ها، مقاومت ها و خازن ها در مدار مجتمع دیجیتال استفاده می شود. ساده ترین مدار مجتمع دیجیتالی می تواند یک تراشه بسته بندی دوگانه خطی 14 پین یا ریزتراشه باشد که دارای شش اینورتر دیجیتال داخلی است. هر اینورتر از یک پایه برای ورودی و یک پایه برای خروجی استفاده می کند. اینورتر هنگامی که یک "کم" به ورودی وارد می شود "بالا" را صادر می کند، اما وقتی یک "بالا" به ورودی وارد می شود خروجی "کم" است. به همین دلیل به آن اینورتر می گویند.
مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) که انواع عملکردها از جمله محاسبات ریاضی را با استفاده از سیستم اعداد باینری انجام می‌دهند. در یک میکروکامپیوتر 8 بیتی به مجموعه 8 بیتی بایت گفته می شود. هر بایت می تواند یک عدد از 0 تا 255 را نشان دهد یا می تواند نشان دهنده -128 تا +127 باشد. در حالت‌های محاسباتی خاصی که به عنوان اعشار با کد باینری شناخته می‌شوند، بایت می‌تواند عددی از 00 تا 99 را نشان دهد.
مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) انواع عملکردهای مهم صنعتی مانند تقویت، تبدیل سیگنال و تشخیص را انجام می دهند. مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) که در سطوح دیجیتالی کار می کند، می تواند معادل دیجیتال سیگنال های آنالوگ را با استفاده از مبدل تشخیص دهد. مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D) یک مدار ترکیبی آنالوگ و دیجیتال است که یک سطح آنالوگ را وارد کرده و معادل دیجیتال چند بیتی نمونه آنالوگ را خروجی می کند. به عنوان مثال، یک مبدل A/D در مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) ممکن است از ولتاژ جریان مستقیم 24 ولت (VDC) نمونه برداری کند و یک بایت با مقادیر بیت "00011000" تولید کند که "24" است.
مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) مبدل دیجیتال به آنالوگ (D/A) مدار ساده تری است که ممکن است به مدار مجتمع نیاز نداشته باشد. با استفاده از دستگاه های غیر فعال مانند مقاومت ها و تقویت کننده های آنالوگ می توان یک مبدل D/A ساخت. وقتی فضا کم است، یک تراشه مبدل D/A ممکن است یک انتخاب عملی باشد.مدارها و تجهیزات زیادی در الکترونیک دیجیتال استفاده می شود. مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) از رجیسترها استفاده می کند که مجموعه‌ای از چفت های دیجیتالی هستند که یک بیت را حفظ می کنند. یک پردازنده 16 بیتی از 16 مورد از این قفل ها استفاده می کند که هر کدام فقط 1 بیت را به خاطر می آورند. برای کاربردهای حافظه، چگالی نیمه هادی ها در تراشه های حافظه داخلی مدار مجتمع مخصوص کاربرد صنعتی (ASIC) افزایش یافته است و بیش از چند ده گیگا بایت در هر اینچ مربع را شامل می شود. هر گیگابایت معادل یک میلیارد بایت و هر میلیارد بایت 8 میلیارد بیت است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک