Что такое ASIC?

Что такое ASIC?

ASIC расшифровывается как «интегральная схема специального назначения». Это интегральная схема или микрочип, созданный специально для определенного приложения, например, для высокоскоростной обработки сообщений и изображений. Как подразумевает маркировка «Специальная для конкретного приложения», это аппаратное решение представляет собой изготовленную на заказ часть электроники, которая специально разработана для удовлетворения определенной цели.

Преимущества ASIC включают высокую производительность, компактность и снижение затрат на производство. Прототипирование этих функций, специфичных для приложения, на ранних этапах процесса проектирования позволяет эффективно удовлетворять индивидуальные потребности. Однако по сравнению с ПЛИС, недостатком систем ASIC является необходимость более длительного периода разработки. Также необходимо компенсировать более высокие затраты на разработку из-за невозможности переписать системное программное обеспечение и схемы. В конце концов, ПЛИС программируются, но схемы ASIC не обладают такой степенью гибкости. Тем не менее, схемы ASIC идеально подходят для крупносерийного производства, и, поскольку широко распространены крупные производственные линии, то же самое можно сказать и о схемах ASIC. Одним из примеров такого подхода является недавно созданный мобильный телефон. Аппаратное обеспечение было прототипировано и прошло многочисленные этапы проектирования, поэтому никаких работ по перепрограммированию не ожидается.

Применение ASIC

ASIC используются в широком спектре приложений, включая бытовую технику, известные потребительские устройства (мобильные телефоны), коммуникационное оборудование, системы обработки изображений, промышленное оборудование и компьютеры.

• Высокоскоростные ИС обработки для высокоскоростной интернет-связи в маршрутизаторах
• Высокоскоростные ИС обработки для высококачественных изображений с высоким разрешением в цифровых камерах
• Новые технологии носимых устройств, включая требовательные к процессору VR-гарнитуры
• Мультимедийное оборудование для требовательного потребительского рынка. Включая планшеты и HDTV.

ASIC имеют высокую производительность и низкую себестоимость, поскольку они специализированы для определенных функций. Однако необходимо учитывать, могут ли быть возмещены первоначальные затраты, необходимые для периода разработки и прототипирования дизайна.

Принципы ASIC

Поскольку обычно используются полузаказные ASIC, ниже представлены принципы ASIC на основе вентильных матриц и ячеек.

1. ASIC типа вентильных матриц

Вентильные матрицы ASIC используют существующие кремниевые пластины до стадии процесса соединения в процессе производства полупроводников и настраивают соединения в соответствии с применением в процессе соединения. Поскольку во время разработки проектируется только схема разводки, этот метод может сократить затраты и время разработки.

2. Ячеистые ASIC

ASIC на основе ячеек используют адаптированную методологию для размещения схем в ИС на всех этапах процесса маскирования. Это включает в себя индивидуальную интеграцию транзисторных элементов, резисторов и конденсаторов в процессе производства полупроводников. Возможна оптимизация конструкции, что обеспечивает очень высокую степень свободы и создание ASIC с хорошей производительностью. Однако стоимость и время, необходимые для разработки, выше, чем у вентильной матрицы.

Другая информация об ASIC

Майнинг ASIC относится к использованию ASIC для криптоактивов (ранее известных как виртуальная валюта). В мире криптоактивов для обеспечения безопасности каждой транзакции криптоактивов требуется процесс, называемый майнингом (раскопками).

Майнинг использует хэш-функции для поиска различных значений, и майнинг считается успешным, когда определенное значение достигнуто. Последовательность вычислений огромна, и только успешная операция майнинга может авторизовать транзакцию криптографического актива. Для этих математически интенсивных вычислений используется майнинг ASIC.

1. Требования к майнерам ASIC

Устройства, оснащенные специализированными ASIC, в которых алгоритмы выполнения хэш-функций скомпилированы в схемы или микросхемы IC, называются ASIC-майнерами. Процесс майнинга ASIC требует огромного количества арифметической обработки, которая также называется хэш-мощностью.

Мощность, необходимая для поддержки этой хэш-мощности, является предметом многочисленных дискуссий во всем мире в контексте недавних экологических проблем. Поэтому возлагаются большие надежды на дальнейшее улучшение характеристик высокоскоростных вычислений, меньший размер и более низкое энергопотребление ASIC.

2. Период разработки и стоимость ASIC

Период разработки ASIC, как правило, дольше, чем FPGA и процессоров. Причина этого в том, что интегральные схемы необходимо проектировать индивидуально для каждого специализированного приложения, а схемы и макеты нельзя изменять после выпуска масок. Наиболее важными факторами, влияющими на время разработки и человеко-часы, являются количество прототипов и оптимизация характеристик.

Однако преимущество микросхем ASIC перед FPGA заключается в том, что они имеют превосходные характеристики и более низкие производственные затраты по сравнению с FPGA, поскольку ASICS разрабатываются специально для определенных функций.