Was ist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung?
Ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) ist ein kompakter elektronischer Schaltkreis, der das gesamte Schaltkreisdesign vereinfachen soll. In einigen Fällen wird auch das Reverse Engineering eines vorhandenen Produkts verhindert. Beispielsweise verwenden viele Produkte einen einzigen Spezialchip, um das Produkt zu steuern. Fast alle Geräte, wie Computer, Mobiltelefone und andere digitale Geräte, verwenden mindestens einen ASIC. Diese Schaltung unterscheidet sich erheblich von einer integrierten Universalschaltung (IC).
Der auch als Mikrochip bezeichnete IC wurde zuerst eingeführt, um die Anzahl der Komponenten auf einer Leiterplatte zu minimieren. Wenn in der Schaltung zuvor ein Dutzend Transistoren mit zwei Dutzend Widerständen und Kondensatoren verwendet wurden, wird der IC verwendet, um die meisten dieser Teile zu ersetzen. Das Ergebnis ist ein gewisser Miniaturisierungsgrad, der zum ersten einer Reihe von immer dichter werdenden Bauteilen in einem IC geworden ist. Moderne Mikroprozessoren enthalten beispielsweise über eine Million Transistoren auf einer Fläche von weniger als einem Quadratzoll.
Die anwendungsspezifische integrierte Schaltung wird häufig in komplexen Schaltungsanwendungen verwendet. Beispielsweise ist es auf einem PC mit einer einfachen Grafikkarte möglicherweise nicht möglich, ein grafikintensives Spiel erfolgreich zu installieren. Das Spiel-Installationsprogramm erwartet möglicherweise eine kompatible Grafikbeschleunigerkarte (GAC), die einen ASIC enthält, der in der Lage ist, allgemeine Grafikbefehle zu implementieren, die ein gewöhnlicher Grafikadapter nicht interpretieren kann. Eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung kann in der Lage sein, Standardformen gleichzeitig an verschiedenen Stellen auf dem Bildschirm zu zeichnen. Diese Funktion ist erforderlich, um Bilder schnell genug zu generieren, um echt auszusehen.
Bei der Datenkommunikation kann die anwendungsspezifische integrierte Schaltung in Computern, Hubs, Switches und Routern verwendet werden. Die Netzwerkkarte (Network Interface Card, NIC) verwendet einen kundenspezifischen Chip, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis, der die Anforderungen der physischen Schicht und der Datenverbindungsschicht des lokalen Netzwerksegments erfüllt. Der ASIC in der Netzwerkkarte ist für das physische Verhalten der Netzwerkkarte verantwortlich. Ein Ethernet-Adapter verfügt beispielsweise über eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, die Aufgaben wie die Erkennung von Paketkollisionen und die erneute Übertragung nach Bedarf ausführen kann. Wenn die NIC ein Token-Ring-Typ ist, wartet die ASIC auf den Empfang eines als Token bekannten Flag-Pakets, bevor sie versucht, in das Netzwerk zu senden.
Halbleiterchips mit höherer Dichte werden häufig in der Elektronikfertigung bevorzugt. Dies führt zu neueren Produkten mit Allzweckchips und anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen mit einer geringeren Anzahl von Teilen und kleineren Größen oder Stellflächen. Eine Ausnahme bilden Hochleistungs- oder Spezialhalbleiter, die eine separate Montage von den übrigen Komponenten auf der Platine erfordern. Wenn die Universalteile der Schaltung in ein kleineres Gehäuse integriert werden können, ist das Ergebnis gewöhnlich eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung.