Podręcznik

2.5. Czy zawsze trzeba zaprojektować własny układ od początku?

Są dwa sposoby uzyskania układu ASIC o potrzebnej nam funkcji. Pierwszy z nich polega na użyciu układu programowalnego. Istnieją dziś układy scalone zawierające w sobie zbiór bramek i bardziej złożonych bloków logicznych oraz programowalną sieć połączeń. Układy te, znane najczęściej pod ogólną nazwą FPGA (skrót od angielskiej nazwy „Field Programmable Logic Array”), bezpośrednio po wyprodukowaniu nie wykonują żadnej konkretnej funkcji. Funkcję tę definiuje użytkownik poprzez zaprogramowanie układu. Zaprogramowanie układu określa jego schemat logiczny, a tym samym wykonywaną funkcję. Istnieją także układy programowalne zawierające oprócz bramek i bloków cyfrowych także bloki analogowe oraz przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Takie układy znane są pod nazwą PSoC (skrót od angielskiej nazwy „Programmable System on Chip” – skrót zastrzeżony przez firmę Cypress). 

Drugi sposób uzyskania układu ASIC polega na zaprojektowaniu go od początku i zleceniu produkcji firmie półprzewodnikowej. Istnieje wielu producentów specjalizujących się w produkcji układów scalonych na zamówienie, według projektu klienta. Takie firmy są na Dalekim Wschodzie, w USA, a także w Europie, m.in. w Austrii, Belgii, Francji, Niemczech. Wśród producentów najłatwiej dostępnych dla polskiej firmy można wymienić: TSMC (Tajwan – największy na świecie producent typu „silicon foundry”), UMC (Tajwan), STMicroelectronics (Francja), AMS (Austria), AMIS (Belgia), XFAB (Niemcy), IHP (Niemcy), GlobalFoundries (firma światowa, w Europie fabryka w Dreźnie). Do wszystkich tych firm projekty można kierować za pośrednictwem instytucji pośredniczącej, jaką jest EUROPRACTICE (http://www.europractice-ic.com). EUROPRACTICE jest konsorcjum powołanym i częściowo finansowanym przez Unię Europejską. Szczegółowe informacje najprościej uzyskać przez internet. Można tam znaleźć wszystkie potrzebne informacje o zakresie dostępnych usług, oferowanych technologiach, cenach, procedurze uzyskiwania dostępu do danych technicznych, sposobie przesyłania projektów itp. EUROPRACTICE nie tylko pośredniczy między klientami, a producentami układów, ale także dostarcza (dla instytucji akademickich i badawczych) oprogramowanie do projektowania układów po bardzo niskich cenach i świadczy szereg innych usług. Inną europejską instytucją pośredniczącą jest CMP Service przy Narodowym Instytucie Politechnicznym w Grenoble (https://mycmp.fr). Zakres usług i ich koszt jest podobny jak w EUROPRACTICE. CMP Service nastawia się głównie na obsługę klientów francuskich (dla których, dzięki finansowaniu przez rząd Francji, ma szczególnie korzystne warunki), ale jest to również, jak EUROPRACTICE, instytucja dostępna dla wszystkich. W roku 2019 CMP Service weszło w skład konsorcjum EUROPRACTICE, ale świadczy usługi również samodzielnie.

Każdy ze sposobów uzyskiwania układów ASIC ma swoje wady i zalety i swój zakres przydatności, o czym będzie mowa dalej. Tutaj skoncentrujemy się na drugim sposobie tworzenia specjalizowanych układów scalonych, tj. na samodzielnym ich projektowaniu.