ASIC
Grundeigenschaften
Die Bezeichnung ASIC bedeutet „Application specific integrated circuit“. In anderen Worten, ein Chip, der eine massgeschneiderte anwendungsspezifische Schaltung enthält. In den meisten Fällen erfüllt ein ASIC genau die Anforderungen eines Kunden und wird nicht etwa weltweit verkauft, sondern ausschliesslich dem Auftraggeber zugestellt.
ASICs werden hauptsächlich zur Kostensenkung in Geräten mit grossen Produktionsserien verwendet, wie beispielsweise einen Radiowecker oder ein Pulsmessgerät. Statt elektronische Schaltungen mit Standard-Logikbausteinen zu erstellen, lohnt es sich bei grossen Stückzahlen oder bei Platzmangel, diese in einem einzigen Chip herunterzubringen. Ein ASIC arbeitet auch viel schneller als ein Mikrokontroller mit einer vergleichbaren Logikfunktion.
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Bauformen
ASICs werden anwendungsspezifisch gebaut. Das heisst der Auftraggeber bestimmt die Funktionalität, die Bauform und Grösse des Chips. Je nach Branche werden den ASICs unterschiedlich starke Anforderungen bezüglich der Sicherheit, Robustheit und Zuverlässigkeit gestellt. Beispielsweise hat ein ASIC für die Medizinalbranche (Blutzuckermessgerät) weitaus zuverlässiger zu arbeiten als einer für eine Zahnbürste. Oder ein ASIC für die Automobilindustrie darf bei Spannungsspitzen und Temperaturschwankungen keinen Schaden annehmen.
Bei Anwendungen mit analogen Signalen werden sogenannte „mixed signal ASICs“ gebaut. Diese besitzen sowohl analoge als auch digitale Schaltkreise.
Aufbau und Funktionsweise
Kernstück
Im Gehäuse eines ASICs befindet sich die Silizium-Platte mit den eingeprägten elektronischen Schaltungen. Diese Silizium-Platte wird aus einem Array von gleichartigen Silizium-Platten herausgeschnitten. Das Array wird im Fachjargon Wafer genannt und ist meistens ründlich.
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Bildquelle: www.techpowerup.com
Schaltungsarten
Können nicht allgemein definiert werden.
Kenngrössen
Bei den ASICs kann der Auftragssteller über folgende Eigenschaften entscheiden.
Stromverbrauch [A/h]:
ASICs für mobile Geräte haben sehr geringe Stromaufnahmen.
Chipfläche:
Die Chipfläche hängt von der Anzahl Funktionalitäten ab.
Technologien:
Zu den grundlegenden Technologien gehören die Analog- und Digitaltechnik.
Spannungsbereiche:
Je nach Chipgrösse und Funktionalitäten bewegt sich der Spannungsbereich zwischen 1,8 Volt und 100 Volt (für spezielle Anwendungen).
Anwendungsgebiete
Automobilindustrie:
Autoschlüssel
Bordcomputer
Medizinalindustrie:
Blutzuckermessgerät
Pulsmessgerät
Allgemein:
Mobilfunk
Uhren
Wecker
Radio
Verbindungsmöglichkeiten ASIC
| Sensortyp | Bemerkung zur Kombination |
|---|---|
| Kapazitiv | Als Funktion integrierbar |
| Induktiv | Als Funktion integrierbar |
| Magnetostriktiv | Als Funktion integrierbar |
| Piezo | Als Funktion integrierbar |
| Potentiometrisch | Als Funktion integrierbar |
| DMS | Als Funktion integrierbar |
| Fotoelektrisch | Als Funktion integrierbar |
| Ultraschall | Als Funktion integrierbar |
| Magnetisch | Als Funktion integrierbar |
Verbindungsmöglichkeiten ASIC
| Aktortyp | Bemerkung zur Kombination |
|---|---|
| Magnetostriktiv | Als Funktion integrierbar, separate Leistungsstufe erforderlich |
| Piezo | Als Funktion integrierbar, separate Leistungsstufe erforderlich |
| Synchronmotor | Als Funktion integrierbar, separate Leistungsstufe erforderlich |
| Asynchronmotor | Unüblich |
| Schrittmotor | Als Funktion integrierbar, separate Leistungsstufe erforderlich |
| Linearmotor | Als Funktion integrierbar, separate Leistungsstufe erforderlich |
| Tauchspulenmotor | Als Funktion integrierbar, separate Leistungsstufe erforderlich |
| Smart-Materials |
Verbindungsmöglichkeiten ASIC
| Identifikationstyp | Bermerkung zur Kombination |
|---|---|
| Barcode | Als Funktion integrierbar |
| 2D-Code | Als Funktion integrierbar |
| RFID | Als Funktion integrierbar |
| Magnetisch | Als Funktion integrierbar |
| Bildverarbeitung | Als Funktion integrierbar |
| Elektro-Mechanisch | Als Funktion integrierbar |
Verbindungsmöglichkeiten ASIC
| Kommunikationstyp | Bemerkung zur Kombination |
|---|---|
| ASI | Wenn das Übertragungsprotokoll bekannt ist, kann auch ein ASI-Bus angeschlossen werden. |
| CAN | Als Funktion integrierbar |
| Profibus | Als Funktion integrierbar |
| Industrial Ethernet / Profinet | Als Funktion integrierbar |