_ بخش مدار های مجتمع (Asic _ ای سیک)
مدارهای مجتمع (ای سیک _ASIC) _ (پُر سرعت و پُر مصرف از لحاظ جریان الکتریکی)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: آغاز ASIC را می توان به اوایل دهه 1980 ردیابی کرد. تقریباً در این زمان، آی سی ها شروع به ایجاد تأثیر عمده بر صنعت الکترونیک کردند. با توجه به مزایایی که آی‌سی‌ها ارائه می‌کردند، و تعداد محدودی که در دسترس بود، تلاش‌هایی برای ایجاد یک تراشه منطقی انجام شد که به راحتی بتواند روی یک برنامه خاص متمرکز شود. یکی از ابتکارات اولیه که توسط Ferranti، یک شرکت مستقر در بریتانیا انجام شد، از چیزی استفاده کرد که آرایه منطقی غیرمتعهد (ULA) نامیده می شد. این طرح با تغییر ماسک اتصال فلزی، سفارشی‌سازی را فراهم کرد.
اولین (آرایه منطقی غیرمتعهد یا ULA) ها حاوی تنها چند هزار گیت بودند، اما نسخه های بعدی دارای سطوح انعطاف پذیری بیشتری بودند و از قالب های پایه متفاوتی استفاده می کردند که توسط لایه های فلزی و پلی سیلیکونی سفارشی شده بودند. در برخی موارد عناصر RAM در ULA پایه گنجانده شده بودند.از این پیشرفت‌های اولیه، تعدادی از انواع مختلف ASIC توسعه یافته‌اند. در حال حاضر بسیاری از ASIC ها بسیار پیچیده هستند، و برخی از ASIC های سیگنال مختلط هستند که مدارهای آنالوگ و دیجیتال را در خود جای داده اند.
توسعه و ساخت یک طراحی ASIC شامل طرح ASIC یک فرآیند بسیار گران است. به منظور کاهش هزینه ها، سطوح مختلفی از سفارشی سازی وجود دارد که می توان از آنها استفاده کرد. اینها می‌توانند هزینه‌ها را برای طرح‌هایی که در آن به سطوح زیادی از سفارشی‌سازی ASIC نیاز نیست کاهش دهند.
اساساً سه سطح (ای سیک ASIC) وجود دارد که می توان از آنها استفاده کرد:
1_ آرایه دروازه: این نوع ASIC کمترین قابلیت شخصی سازی را دارد. در اینجا لایه‌های سیلیکونی استاندارد هستند، اما لایه‌های متالیزاسیون که امکان اتصال بین نواحی مختلف روی تراشه را فراهم می‌کنند، قابل تنظیم هستند. این نوع ASIC در جایی ایده آل است که تعداد زیادی عملکرد استاندارد مورد نیاز است که می توانند به روشی خاص برای برآورده کردن نیاز داده شده متصل شوند.
2_ سلول استاندارد: برای این نوع ASIC، ماسک یک طراحی سفارشی است، اما سیلیکون از اجزای کتابخانه ساخته شده است. این امر درجه بالایی از انعطاف پذیری را می دهد، مشروط بر اینکه توابع استاندارد قادر به برآوردن الزامات باشند.
3_ طراحی کامل سفارشی: این نوع ASIC انعطاف پذیرترین است زیرا شامل طراحی ASIC تا سطح ترانزیستور می شود. طرح ASIC را می توان با نیازهای دقیق مدار تنظیم کرد. در حالی که بالاترین درجه انعطاف‌پذیری را ارائه می‌دهد، هزینه‌ها بسیار بالاتر است و توسعه آن به زمان بیشتری نیاز دارد. خطرات نیز بیشتر است زیرا کل طرح آزمایش نشده است و از عناصر کتابخانه ای که قبلاً استفاده شده است ساخته نشده است.
طرح های ASIC راه حل بسیار جذابی برای بسیاری از برنامه های کاربردی با حجم بالا ارائه می دهند. آنها باعث می شوند که مقادیر قابل توجهی از مدار بر روی یک تراشه قرار گیرد. اگر مدارها با استفاده از تراشه‌های اختصاصی مونتاژ می‌شدند، اجزای اضافی و در نتیجه مساحت برد مورد نیاز بود. هزینه های ساخت بیشتر خواهد بود. با حجم کافی، تراشه های سفارشی، در قالب ASIC پیشنهاد بسیار جذابی را ارائه می دهند. علاوه بر جنبه های هزینه، ASIC ها نیز ممکن است گاهی مورد استفاده قرار گیرند زیرا مدارهایی را قادر می سازند که از نظر فنی با استفاده از فناوری های دیگر قابل دوام نباشند. آنها ممکن است سرعت ارائه دهند، و عملکردی که در صورت استفاده از اجزای گسسته امکان پذیر نباشد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک