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  专用集成电路

专用集成电路是为特定用户或特定电子系统制作的集成电路。数字集成电路的通用性和大批量生产,使电子产品成本大幅度下降,推进了计算机通信和电子产品的普及,但同时也产生了通用与专用的矛盾,以及系统设计与电路制作脱节的问题。同时,集成电路规模越大,组建系统时就越难以针对特殊要求加以改变。为解决这些问题,就出现了以用户参加设计为特征的专用集成电路,它能实现整机系统的优化设计,性能优越,保密性强。

简介

专用集成电路(application specific integrated circuit) 是针对整机或系统的需要,专门为之设计制造的集成电路,简称ASIC。相对于通用集成电路而言,用户在某种程度上参与该产品的开发。专用集成电路可以把分别承担一些功能的数个、数十个、甚至上百个通用中、小规模集成电路的功能集成在一块芯片上,进而可将整个系统集成在一块芯片上实现系统的需要。它使整机电路优化,元件数减少,布线缩短,体积和重量减小,提高了系统可靠性。产品的特点是功能强、品种多;但批量较小,设计周期长,工艺生产与测试难度增加,故成本较高。专用集成电路更适用于军事应用,能有效地解决军用集成电路的高性能、小批量、高可靠、快周期的矛盾。现在大的集成电路生产厂都配有极强的计算机辅助电路设计能力,可根据用户的要求迅速设计制作专用集成电路,或接受用户的电路设计,甚至由用户直接设计工艺来制造满足用户需要的集成电路。

评价

专用集成电路的开发可分为设计、加工与测试三个主要环节。但因其功能的多样而更具特色。设计过程1)功能设计的目的是为电路设计做准备,将系统功能用于系统实现,便于按系统、电路、元件的级别做层次式设计。2)逻辑设计的结果是给出满足功能块所要求的逻辑关系的逻辑构成。它是用门级电路或功能模块电路实现,用表、布尔公式或特定的语言表示的。3)电路设计的目的是确定电路结构(元件联接关系)和元件特性(元件值、晶体管参数),以满足所要求的功能电路的特性,同时考虑电源电压变动、温度变动以及制造误差而引起的性能变化。4)布图设计直接服务于工艺制造。它根据逻辑电路图或电子电路图决定元件、功能模块在芯片上的配置,以及它们之间的连线路径.为节约芯片面积要进行多种方案比较,直到满意。5)验证是借助计算机辅助设计系统对电路功能、逻辑和版图的设计,以及考虑实际产品可能出现的时延和故障进行分析的过程。在模拟分析基础上对设计参数进行修正。为了争取产品一次投片成功,设计工作的每一阶段都要对其结果反复进行比较取优,以取得最好的设计结果。设计方式一般可分为全定制设计和半定制设计。前者是按图所示流程依次完成设计的各个阶段,后者是在设计的某个阶段利用已有成果,进行的更有效设计。例如对已具有合理的版图结构、经过实际使用证明是实用的模块电路进行半定制设计,就可节约布图或制造时间。标准单元法、门阵列法、可编程逻辑阵列法都是利用模块化电路进行半定制设计的常用方法。在计算机辅助设计系统中,以单元电路库、宏单元库形式开发的基本单元越丰富,越有利于电路设计。这些库包括基本门、触发器、译码器、微处理器核心电路、ROM、RAM以及模拟电路模块等。通常对库单元的描述有名称,功能,布尔表达式,逻辑图,电路图,电学参数,版图外框,输入、输出口和版图结构等。[1]

参考文献