Was ist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC)?
ASIC steht für anwendungsspezifische integrierte Schaltungen und bezeichnet einen integrierten Schaltkreis, der speziell für eine bestimmte Anwendung entwickelt wurde, z. B. für die Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von Daten oder Bildern.
Zu den Vorteilen gehören hohe Leistung, Kompaktheit und Kosteneinsparungen bei der Herstellung. Ein Nachteil gegenüber FPGAs ist jedoch, dass die Entwicklungszeit und die Entwicklungskosten höher sind, da Software und Schaltungen nicht neu geschrieben werden können.
Anwendungen der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC)
Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Haushaltsgeräten, Kommunikationsgeräten, Bildverarbeitung, Industrieanlagen und Computern.
- Hochgeschwindigkeitsverarbeitungs-ICs für die Hochgeschwindigkeits-Internetkommunikation in Routern
- Hochgeschwindigkeitsverarbeitungs-ICs für hochwertige, hochauflösende Bilder in Digitalkameras
Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) haben eine hohe Leistung und niedrige Stückkosten, weil sie auf bestimmte Funktionen spezialisiert sind. Es ist jedoch zu prüfen, ob die Entwicklungskosten für die Entwicklungszeit und die Erstellung von Prototypen wieder hereingeholt werden können.
Funktionsweise der anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC)
Im Folgenden werden die Funktionsweisen von Gate-Array- und zellbasierten Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) vorgestellt.
1. Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen vom Typ Gate-Array
(Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC))
Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC)) mit Gate-Array nutzen vorhandene Siliziumwafer bis hin zur Verschaltung im Halbleiterherstellungsprozess und passen die Schaltungen im Verschaltungsverfahren an die Anwendung an. Da während der Entwicklung nur das Layout der Verdrahtungsschaltungen entworfen wird, hat dies den Vorteil, dass Entwicklungskosten und -zeit reduziert werden.
2. Zellbasierte anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC)
Zellspezifische anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) sind eine Methode, bei der die Schaltungen in einem IC bei allen Maskierungsprozessen wie Transistorelementen, Widerständen und Kondensatoren im Halbleiterherstellungsprozess angepasst werden. Die Optimierung des Designs ist möglich, was einen sehr hohen Freiheitsgrad und die Schaffung von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC) mit guter Leistung ermöglicht. Allerdings sind die Kosten und der Zeitaufwand für die Entwicklung höher als bei der Gate-Array-Technik.
Weitere Informationen zu anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC)
1. Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC)-Mining
Überblick über das ASIC-Mining
ASIC-Mining bezieht sich auf die Verwendung von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC) für Kryptowährungen (früher als virtuelle Währung bekannt). In der Welt der Kryptowährungen ist ein Prozess namens Mining (Schürfen) erforderlich, um jede einzelne Transaktion von Kryptowährungen zu sichern.
Beim Mining werden Hash-Funktionen verwendet, um nach verschiedenen Werten zu suchen, und das Mining ist erfolgreich, wenn ein bestimmter Wert erreicht wird. Die Abfolge der Berechnungen ist enorm, und nur ein erfolgreiches Mining kann die Transaktion eines Krypto-Vermögenswertes autorisieren. Für diese umfangreichen Berechnungen werden anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) eingesetzt.
Anforderungen an anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC)-Miner
Als ASIC-Miner werden Geräte bezeichnet, die mit einem speziellen ASIC ausgestattet sind, bei dem der Algorithmus zur Ausführung der Hash-Funktion in einem Schaltkreis oder IC-Chip kompiliert ist. Die anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC) werden auch als Hash-Power bezeichnet, da sie eine große Menge an arithmetischer Verarbeitung erfordern.
Die Diskussionen über die zur Unterstützung dieser Hash-Leistung erforderliche Energie werden im Zusammenhang mit den jüngsten Umweltproblemen weltweit aktiv geführt. Daher gibt es hohe Erwartungen an weitere Verbesserungen der Hochgeschwindigkeits-Recheneigenschaften, der geringeren Größe und des geringeren Stromverbrauchs von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC).
2. Entwicklungszeit und Entwicklungskosten von ASICs
Die Entwicklungszeit für anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC)) ist im Allgemeinen länger als für FPGAs und Prozessoren. Der Grund dafür ist, dass der Entwurf integrierter Schaltkreise für jede spezielle Anwendung einzeln erforderlich ist und Änderungen an den Schaltkreisen und dem Layout nicht mehr vorgenommen werden können, nachdem die Masken versandt worden sind. Die größten Auswirkungen auf die Entwicklungszeit und die Arbeitsstunden haben die Anzahl der Prototypen und die Optimierung der Merkmale.
Der Vorteil der anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC) liegt jedoch darin, dass sie speziell entworfen werden, so dass unnötige Funktionen eliminiert werden können und die Herstellungskosten niedriger sind als bei FPGAs, und dass bessere Eigenschaften erzielt werden können.