DISPOSITIVI ASIC A pplication S pecific I ntegrated C ircuit

1. DISPOSITIVI ASIC Application Specific Integrated Circuit De Faveri Martina Classe 3 BET

2. 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

3. Classificazione dei dispositivi ASIC

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Struttura di una Prom Linee ingresso Matrice or programmabile Matrice and fissa Linee prodotto Uscite

8. Fusibili per la programmazione:

9. Tabella di delle uscite dopo la programmazione della Prom Uscite O1 O0 Combinazioni delle entrate

10. Circuito dopo la programmazione

11. PAL Le PAL rispetto alle prom presentano una maggiore possibilità di programmazione rispetto alle prom e una conseguente riduzione dello spazio occupato

12. Struttura di una PAL Linee ingresso Matrice or fissa Linee prodotti Matrice and programmabile Uscite

13. Programmazione di una PAL

14. 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

15. PLA Le PLA contengono reti che realizzano n funzioni combinatorie di n variabili,n porte AND, n porte OR

16. 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.

17. Struttura di una PLA Linee ingresso Matrice or programmabile Linee prodotto Matrice and programmabile Uscite

18. 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.

19. 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.

20. Struttura di un Gate Array Nucleo Periferia Piazzola Blocco Buffer Canale

21. 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.

22. Standard cell Queste sono le più avanzate soluzioni nel campo dei componenti 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.

23. Programmazione di una standard cell