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DISPOSITIVI
ASICApplication Specific Integrated
Circuit
De Faveri Martina Classe 3 BET
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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
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Classificazione dei dispositivi ASIC
P R O M , P A L ,P L A , P L S
P L D
E P R O M ,E 2 P R O M ,
G A L , F P G A
E P L D
P rog ram m ab ili
G a te a rray S tan d ard ce ll
A m asch era tu ra
A S IC
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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.
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PromLe 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.
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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.
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Struttura di una Prom
Matrice and fissa
Matrice or programmabile
Linee ingresso
Linee prodotto Uscite
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Fusibili per la programmazione:
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Tabella di delle uscite dopo la programmazione della Prom
Uscite O1 O0
Combinazioni delle entrate
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Circuito dopo la programmazione
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PAL
Le PAL rispetto alle prom presentano una maggiore possibilità di programmazione rispetto alle prom e una conseguente riduzione dello spazio occupato
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Struttura di una PAL
Matrice and programmabile
Matrice or fissa
Linee prodotti
Linee ingresso
Uscite
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Programmazione di una PAL
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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
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PLA
Le PLA contengono reti che realizzano n funzioni combinatorie di n variabili, n porte AND, n porte OR
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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.
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Struttura di una PLAMatrice or programmabile
Matrice and programmabile Uscite
Linee prodotto
Linee ingresso
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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.
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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.
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Struttura di un Gate ArrayNucleo Periferia
Buffer
Piazzola
Blocco
Canale
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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.
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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.
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Programmazione di una standard cell