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[经验] 详解数字集成电路分类是怎么分的?

2019-2-26 09:51:21  1521 逻辑器件 集成电路 数字集成电路 soc ASIC
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逻辑器件是用来实现某种特定逻辑功能的电子器件,最简单的逻辑器件是与、或、非门,在此基础上可实现复杂的时序和组合逻辑功能。随着电子技术的发展,电路集成度不断提高,数字集成电路也从SSI、MSI、LSI向VLSI方向发展。

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专用集成电路(ASIC)是指专门为某一应用领域或专门用户需要而设计、制造的集成电路。它可以将某些专业电路或电子系统设计在一个芯片上,构成单片集成系统,即片上系统(systemonchip,SOC)。

片上系统就是将整个系统集成到单一半导体芯片上。更确切地说,片上系统是指综合数字和模拟技术,并将I/O、各种转换器件、存储器和MPU集成在同一封装内,能够高效实现特定功能的IC。片上系统将具备微处理器、存储器和一整套专用功能,甚至电源和电源驱动电路也将集成在同一模块中。专家们认为,IC发展的大趋势是高速、高集成度和低功耗的系统。集成片上系统的优点:实现高速运作、缩短产品的上市时间、降低功耗和减少所占的PCB空间、提高系统的可靠性、可使电子系统的尺寸更小、性能更高和成本更低,同时整个系统的抗干扰特性与可靠度将提高。

进入20世纪80年代后,半导体集成电路的工艺技术、支持技术、设计技术及测试评价技术的规范化水平和集成度不断提高,电子整机、电子系统高速更新换代的竞争态势不断加强,为开发周期短、成本低、功能强、可靠性高以及专利性与保密性好的专用集成电路创造了必要而充分的发展条件,并很快形成了用专用集成电路取代中小规模集成电路组成电子整机或系统的技术进步热潮。ASIC作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物,与通用集成电路相比,在构成电子系统时具有以下几个方面的优越性:

(1)缩小体积、减轻重量、降低功耗。

(2)提高可靠性。用ASIC芯片进行系统集成后,外部连线减少,因而可靠性明显提高。

(3)易于获得高性能。ASIC是针对专门应用而特别设计的;系统设计、电路设计、工艺设计之间紧密结合,这种一体化的设计有利于获得前所未有的高性能系统。

(4)增强保密性。电子产品中的ASIC芯片对用户来说相当于一个“黑匣子”,难于仿造。

(5)在大批量应用时,可显著降低系统成本。

全定制ASIC芯片的各层掩膜都是按特定电路功能专门制造的。半定制ASIC是一种约束性设计方式。目前,半定制ASIC主要有三种:门阵列、标准单元和可编程逻辑器件。门阵列是一种预先制造好的硅阵列,内部包括几种基本逻辑门和触发器等,芯片中留有一定的布线区。标准单元是厂家将预先配置好、经过测试、具有一定功能的逻辑块作为标准单元存储在数据库中,设计人员在电路设计完成后,利用CAD工具在版图一级完成与电路一一对应的最终设计。

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