19. Виды полузаказных интегральных схем
Полузаказная интегральная микросхема - микросхема, разработанная на основе базовых кристаллов (в том числе матричных).ПИС могутбыть построены на основе вентильных матриц либо ИС, представляющих собой наборстандартных ячеек. Приборы данного типамогут разрабатываться заказчиком при технической поддержке производителя ИС.
Полузаказные ИС на основе КМОП
Вентильные матрицы
Структура вентильной матрицы состоитиз так называемых базисных ячеек (вентилей) и связей между ними, реализованныхна кристалле посредством канальной технологии. Ячейкисодержатот 2 до 8 транзисторов. В ИС на основе КМОП вентильных матриц применяется другая структура,которая позволяет отказаться от технологииканальных логических матриц. Вместо этого используются межэлементные соединения ячеек (логические ячейки). Данная технология называется ≪море вентилей≫, и еёприменение позволяет уменьшить поверхность кремниевого кристалла (следовательно, и его стоимость).Пользователь программирует полузаказные ИС с помощью персонального компьютера или рабочей станции. При этом вентилисоединяются друг с другом таким образом,чтобы получить требуемые логические функции. В процессе производства полузаказной ИС изготавливается кремниевая пластина, содержащая нескоммутированные вентильные матрицы. Изготовление такого ≪полуфабриката≫ обходится дешевле, чем производствоготовой полнофункциональной ИС. На последнем этапе производства осуществляется≪персонализация≫ базового кристалла путёмвыполнения требуемых соединений как внутри ячеек, так и однихячеек с другими. Такимобразом, заказная схема разрабатывается наоснове универсального базового кристалла.
2. Ис на основе готовых ячеек
При проектировании структуры ячеекполузаказных ИС больше не применяютсятехнологии, использующие готовые шаблоны. Расположение и размеры ячеек выбираются индивидуально. Применяется такжеопция восстановления макроструктуры, сохранённой в библиотеке стандартных элементов (такая макроструктура может включать в себя DRAM, SRAM, процессорноеядро, АЦП/ЦАП и т.п.).На Рис. 12.2 показаны различные типыполузаказных модулей.
Фактор цены
Для сопоставимых проектов разработкаИС навентильныхматрицах стоит в два слишним раза дешевле, чем разработка ИСна готовых ячейках. При массовом производстве продукции ситуация меняется.В случае мелкосерийного производства(приблизительно 1000…10 000 шт.) стоимости ИС обоих типов одинаковы (либоИС на вентильных матрицах обходятся чутьдешевле вследствие небольшой стоимостиполуфабрикатов базовых кристаллов).При средних объёмах производства(10 000…100 000 шт.) благодаря меньшейплощади поверхности кристалла преимущество оказывается у ИС на готовых ячейках, поэтому в данном случае выгоднее использовать именно такие ИС.
Биполярные полузаказные ИС
Биполярные (вентильные) матрицы особенно хорошо подходят для работы на высоких частотах и с малыми задержками переключения вентилей (порядка 30…100 пс).
Максимальное количество элементовбиполярных вентильных матриц семействаSH100G производства Infineon составляетприблизительно 10 000 вентилей