DISPOSITIVI
ASIC
Application Specific Integrated
Circuit
De Faveri Martina
Classe 3 BET
Vantaggi nell’utilizzo di
dispositivi ASIC
•Drastica riduzione dello spazio occupato nel circuito
stampato;
•Elevatissima affidabilità;
•Velocità di lavoro più alta;
•Minor costo unitario per produzioni su larga scala;
•Maggiore protezione contro le imitazioni
Classificazione dei dispositivi ASIC
ASIC
Programmabili
PLD
EPLD
PROM, PAL,
PLA, PLS
EPROM,
E2PROM,
GAL, FPGA
A mascheratura
Gate array
Standard cell
Dispositivi programmabili
Considerando gli ASIC programmabili, si possono
distinguere i PLD (programmable logic device),
programmabili una sola volta dall'utente e i dispositivi
EPLD (eresable programmable logic device), che
consentono la cancellazione e la riprogrammazione. I
principi su cui si basano queste due classi di
componenti sono rispettivamente analoghi a quelli
delle PROM e a quelli delle EPROM ed E2PROM.
Prom
Le PROM (ROM programmabili) hanno una
struttura a matrice cioè il costruttore fornisce
una memoria in cui ad ogni incrocio è
presente un collegamento realizzato con un
diodo in serie ad un fusibile.
Programmazione di una Prom
L’utente con opportune apparecchiature
ed operazioni fa passare una corrente in
grado di fondere il fusibile, senza
danneggiare il resto del circuito, riuscendo
così a mantenere solo i collegamenti
desiderati. Uno dei problemi maggiori è
costituito dai vapori metalli che potrebbero
depositarsi nuovamente sul circuito in
modo incontrollato.
Struttura di una Prom
Linee ingresso
Matrice and fissa
Linee prodotto
Matrice or
programmabile
Uscite
Fusibili per la programmazione:
Tabella di delle uscite dopo la
programmazione della Prom
Uscite
Combinazioni
delle entrate
O1 O0
Circuito dopo la programmazione
PAL
Le PAL rispetto alle prom presentano una
maggiore possibilità di programmazione rispetto
alle prom e una conseguente riduzione dello
spazio occupato
Struttura di una PAL
Linee ingresso
Linee
Matrice and
prodotti programmabile
Matrice or fissa
Uscite
Programmazione di una PAL
Esempio di mappatura di una
PAL (fusibili)
Ogni trattino indica
un fubile fuso in fase
di costruzione
Ogni crocetta
invece indica un
fusibile che
l’utente può
fondere
PLA
Le PLA contengono reti che realizzano n
funzioni combinatorie di n variabili, n porte
AND, n porte OR
PLA
A seconda delle neccessità del
programmatore, si possono variare le loro
caratteristiche interne grazie ad una tensione
che interrompe i collegamenti tra le varie
porte. Il grado di personalizzazione rispetto
ad una PAL è molto maggiore.
Struttura di una PLA
Linee
ingresso
Linee
prodotto Matrice and
programmabile
Matrice or
programmabile
Uscite
Dispositivi a mascheratura
Si possono ottenere con questo tipo di
lavorazione, sebbene sia molto più
complessa e quindi meno utilizzata, circuiti
molto più complessi rispetto ai dispositivi
programmabili.
Come esempi possiamo vedere i Gate Array
e le Standard Cell.
Gate Array
Sono circuiti integrati costituiti da un
numero elevatissimo di blocchi logici
elementari identici, che l'utente deve
collegare
opportunamente
secondo
l’utilizzo da farsi.
Struttura di un Gate Array
Nucleo Periferia
Piazzola
Blocco
Buffer
Canale
Collegamenti nei Gate Array
Tipicamente un gate array incorpora da 100 a
diverse migliaia di porte equivalenti. I vari
blocchi sono separati dai canali che ospitano
i collegamenti (wiring channel). Intorno al
nucleo si estende una periferia contenente i
buffer di I/O, in genere bidirezionali, e le
piazzole (pad) per i collegamenti con i
terminali del contenitore.
Standard cell
Queste sono le più avanzate soluzioni nel campo dei component
ASIC. Infatti anche la programmazione è diversa sebbene il
modo di progettarle è uguale. Inoltre con le standard cell è
possibile realizzare contatori registri senza grande difficoltà.
Programmazione di
una standard cell