ASICtoteutuksia

ASIC-toteutukset ovat sovelluskohtaisia integroituja piirejä (Application-Specific Integrated Circuit, ASIC), jotka on suunniteltu suorittamaan tiettyä tehtävää tai tehtäväjoukkoa erittäin tehokkaasti. Ne eroavat yleiskäyttöisistä siruista sekä ohjelmistolla muokattavista ratkaisuista, kuten FPGA:sta, ja ne toteutetaan kiinteällä arkkitehtuurilla, joka vastaa tarkkaan määriteltyä käyttötapaa.

Käyttökohteita ovat muun muassa kryptovaluuttojen louhinta, telekommunikaatio, verkkolaitteet, datakeskuslaitteet sekä tietokoneiden ja autojen järjestelmäpiirit. ASIC-toteutuksia käytetään, kun vaaditaan korkea suorituskyky, merkittävä energiatehokkuus tai pienempi fyysinen tilantarve suurella tuotantosegmentillä.

Suunnitteluprosessi etenee pitkälti etukäteen määrittelevästä vaiheesta toteutukseen. Tyypillisesti siihen kuuluu määrittely, RTL-suunnittelu, logiikan syntetisointi, fyysinen suunnittelu (placing and routing), erilaiset varmennukset (simulointi, formaali varmennus, emulaatio) sekä koekirjoitus ja lopullinen valmistus (tape-out). Valmistus tapahtuu puolijohdevalmistajien (foundries) tuotantolinjoilla ja tuotteen laatu sekä toimituskyky riippuvat usein halutusta prosessiteknologiasta sekä saatavuudesta.

Edut ja kustannukset ovat tasapainossa. ASIC-toteutukset tarjoavat korkeaa suorituskykyä, paremman tehonkulutuksen ja pienemmän tilantarpeen massatuotannossa. Haittoja ovat suuria alkuinvestointeja ja maskikustannuksia (NRE-kustannukset), pitkä kehityssykli sekä jäykkyys muuttaa suunnittelua jälkeenpäin, mikä lisää riskiä, jos markkina muuttuu tai volyymi jää alhaiseksi. Siksi valinta ASIC-toteutuksen ja vaihtoehtoisten ratkaisujen välillä perustuu liiketoiminnan volyymiin, aikatauluihin ja riskinottoon.