응용 프로그램이란 무엇입니까?

Jun 20, 2023

많은 전기 설계 프로젝트에 주로 저항기, 커패시터, 인덕터, 트랜지스터 및 다이오드와 같은 개별 부품으로 충분했던 시절이 있었습니다. 요즘에는 IC가 하나도 없는 회로 기판을 보는 것이 드물고, 다양한 모양과 크기의 IC로 채워진 기판을 보는 것도 드문 일이 아닙니다. 현대 전기 공학에서 IC의 엄청난 인기는 엔지니어가 쉽게 찾고, 평가하고, 구매하고, 구현할 수 있는 다양한 마이크로칩과 밀접하게 연관되어 있습니다. 그러나 기성 IC는 최적화된 솔루션에 대한 직접적인 경로를 제공하지 않는 경우가 있으며, 이러한 경우 엔지니어는 ASIC을 고려할 수 있습니다.

ASIC의 정확한 의미에 관한 공식적인 선언은 없으며 많은 전자 전문가들은 ASIC이 정확히 무엇인지 또는 특정 구성 요소가 ASIC으로 분류되어야 하는지에 대해 항상 동의하지 않을 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 저는 Analog Dialogue(p. 12)의 이전 호에서 가져온 다음 정의가 ASIC의 훌륭한 출발점이라고 생각합니다.

[A]원하는 시스템 기능과 성능 수준을 제공하기 위해 필요한 기능 블록을 셀 라이브러리에서 가져와 상호 연결하고 시뮬레이션하는 셀 기반 기술을 사용하여 특정 고객, 애플리케이션 또는 시장을 위해 설계된 집적 회로입니다. 이 정의에는 기존의 "맞춤형" 설계 기술로 설계된 IC는 제외됩니다.

이 정의의 첫 번째 부분(특정 고객, 애플리케이션 또는 시장을 위해 설계된 IC)은 용어에 대한 더 광범위하고 아마도 더 일반적인 이해입니다. 그러나 정의의 두 번째 부분은 "ASIC"을 단순히 "맞춤형 IC"와 구별하므로 도움이 됩니다. ASIC이 맞춤형 IC와 동일하다면 ASIC이라는 용어가 필요한 이유는 무엇입니까?

전체 정의는 ASIC을 맞춤형 기능을 제공하지만 완전히 맞춤형 설계 프로세스가 필요하지 않은 IC로 식별합니다. 대신, 맞춤형 기능은 PCB 설계와 유사한 프로세스를 통해 달성됩니다. 회로도를 그릴 때 라이브러리에서 구성 요소를 가져와 상호 연결하고 때로는 시뮬레이션을 통해 회로도의 일부를 확인합니다. ASIC의 경우 설계자는 라이브러리에서 기능 블록을 가져와 상호 연결하고 시뮬레이션을 통해 기능과 성능을 검증합니다.

예를 들어, 그림 1은 표준 디지털 신호 프로세서(DSP) 코어와 고객이 원하는 애플리케이션에 필요한 추가 회로를 결합한 ASIC을 보여줍니다.

ASIC에서 "애플리케이션 특정"이라는 용어는 다소 오해의 소지가 있을 수 있습니다. 현재 전기 공학 용어에서 "애플리케이션"은 일반적으로 전기 장비의 실제 목적을 나타냅니다. 즉, 전기 장치의 애플리케이션은 어떤 종류의 유용한 작업인지에 대한 답을 제공합니다. 이 장치는 성능을 발휘하도록 설계되었습니까?

예를 들어 Nick Davis는 필터에 대한 소개 기사에서 필터 응용 분야에 무선 통신, DC 전원 공급 장치 및 오디오 전자 장치가 포함된다고 설명합니다. 이는 필터 회로가 무선 통신을 활성화하거나 안정적인 공급 전압을 생성하거나 고품질 사운드를 재생하는 것이 목적인 모듈 또는 시스템에 유용하다는 것을 의미합니다.

애플리케이션 특정 집적 회로는 종종 특정 애플리케이션에 특정되지 않거나 적어도 특정 애플리케이션에 제한되지 않는 것으로 나타났습니다. 예를 들어 고도로 통합된 데이터 변환기 ASIC은 주로 의료 영상 애플리케이션용으로 설계될 수 있지만 이 동일한 장치가 산업용 비디오 처리 또는 다중 채널 자동차 센서 네트워크에도 유사하게 유용할 가능성은 전적으로 가능합니다. 처음에는 스마트폰용으로 설계되었지만 다양한 애플리케이션에서 성공할 수 있을 만큼 충분한 기능을 통합한 SoC(시스템 온 칩) ASIC과 같이 좀 더 일반적인 것을 생각해 볼 수도 있습니다.

따라서 저는 TSIC(작업별 집적회로) 또는 FSIC(기능별 집적회로)라는 용어가 더 정확할 것이라고 생각합니다. 그러나 TSIC과 FSIC는 확실히 ASIC만큼 매끄럽게 굴러가지 않습니다. 일반적으로 ASIC은 하나의 칩이 특정 작업 조합을 효율적으로 수행할 수 있도록 설계됩니다. 이러한 작업 조합이 초기에 특정 애플리케이션에 필요하더라도 이 ASIC이 기성 IC에 대한 효과적이고 바람직한 대안이 될 수 있는 다양한 다른 애플리케이션이 있을 수 있습니다.