Qué Es Un ASIC: Circuito Integrado De Aplicación Específica

Como su nombre indica, circuitos integrados no estándar que han sido diseñados para un uso o aplicación específicos. Por lo general, el diseño de un ASIC se realiza para un producto que tendrá una gran producción, y el ASIC puede contener una gran parte de la electrónica necesaria en un solo circuito integrado. Como puede imaginarse, el coste de un diseño ASIC es elevado, por lo que suelen reservarse para productos de gran volumen.

Información general

A pesar del coste de un diseño ASIC, los ASIC pueden ser muy rentables para muchas aplicaciones de gran volumen. Es posible adaptar el diseño de un ASIC para que cumpla los requisitos exactos del producto y el uso de un ASIC puede significar que gran parte del diseño general puede estar contenido en un circuito integrado y el número de componentes adicionales puede reducirse significativamente.

Por eso se utilizan mucho en productos de gran volumen, como los teléfonos móviles u otras aplicaciones similares, a menudo para productos de consumo en los que los volúmenes son mayores, o para productos empresariales que se utilizan mucho.

Los primeros Circuitos Integrados de Aplicación Específica (ASICs) tradicionalmente sólo abordaban funciones lógicas. Ahora, los diseños de ASIC de señal mixta pueden incorporar tanto funciones analógicas (incluidas las de RF) como lógicas.

Estos ASIC de señal mixta son especialmente útiles para poder hacer un sistema completo en chip, SoC. En este caso, un sistema o producto completo se integra en un chip y prácticamente no se necesitan otros componentes. Esto hace que el diseño de un ASIC de señal mixta sea una propuesta muy atractiva para muchas aplicaciones.

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Los inicios de los ASIC (Circuito Integrado De Aplicación Específica)

Los inicios de los ASIC se remontan a principios de la década de 1980. Por aquel entonces, los circuitos integrados empezaban a tener un gran impacto en la industria electrónica. En vista de las ventajas que ofrecían los CI, y del número limitado que había disponible, se hicieron algunos intentos de crear un chip lógico que pudiera orientarse fácilmente hacia una aplicación específica.

Una de las primeras iniciativas emprendidas por Ferranti, una empresa con sede en el Reino Unido, utilizó lo que se denominó matriz lógica no comprometida (ULA). Este esquema permitía la personalización mediante la variación de la máscara de interconexión metálica.

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Las primeras ULA sólo contenían unos pocos miles de puertas, pero las versiones posteriores tenían mayores niveles de flexibilidad y utilizaban diferentes matrices base personalizadas por capas de metal y polisilicio. En algunos casos, se incorporaron elementos de RAM a la ULA básica.

A partir de estos primeros desarrollos, se han desarrollado diversos tipos de ASIC. En la actualidad, muchos ASIC son muy complicados y algunos son ASIC de señal mixta que incorporan circuitos analógicos y digitales.

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Conceptos básicos de ASIC

El desarrollo y la fabricación de un diseño de ASIC, incluida la disposición del mismo, es un proceso muy caro. Para reducir los costes, existen diferentes niveles de personalización que pueden utilizarse. Éstos permiten reducir los costes de los diseños en los que no se requieren grandes niveles de personalización del ASIC. Básicamente, hay tres niveles de ASIC que pueden utilizarse:

• Este tipo de ASIC es el menos personalizable. En este caso, las capas de silicio son estándar, pero las capas de metalización que permiten las interconexiones entre las diferentes áreas del chip son personalizables. Este tipo de ASIC es ideal cuando se requiere un gran número de funciones estándar que pueden conectarse de una manera particular para cumplir con el requisito dado.
• Célula estándar Para este tipo de ASIC, la máscara es un diseño personalizado, pero el silicio se compone de componentes de biblioteca. Esto proporciona un alto grado de flexibilidad, siempre que las funciones estándar puedan cumplir los requisitos.
• Diseño totalmente personalizado Este tipo de ASIC es el más flexible porque implica el diseño del ASIC hasta el nivel de los transistores. El diseño del ASIC puede adaptarse a los requisitos exactos del circuito. Aunque ofrece el mayor grado de flexibilidad, los costes son mucho más elevados y su desarrollo es mucho más largo. Los riesgos también son mayores, ya que todo el diseño no se ha probado y no se ha construido a partir de elementos de biblioteca que se han utilizado antes.

Los diseños ASIC ofrecen una solución muy atractiva para muchas aplicaciones de gran volumen. Permiten incorporar cantidades importantes de circuitos en un solo chip. Si los circuitos se montaran con chips propios, se necesitarían más componentes y, por tanto, más superficie de placa. Los costes de fabricación serían mayores. Con un volumen suficiente, los chips personalizados, en forma de ASIC, ofrecen una propuesta muy atractiva.

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Además de los aspectos económicos, los ASIC pueden utilizarse a veces porque permiten crear circuitos que podrían no ser técnicamente viables utilizando otras tecnologías. Pueden ofrecer una velocidad y un rendimiento que no serían posibles si se utilizaran componentes discretos.

Cuando se desarrolla un ASIC, a menudo es necesario contratar a otra empresa especializada para que proporcione el servicio de diseño de ASIC. Gracias a su experiencia, el diseño puede llevarse a cabo de forma más eficaz, en términos de funcionalidad, coste y plazo.

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