专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)是针对特定用途定制的集成电路。它与通用集成电路如 CPU、存储器、FPGA 等相比,更能按照应用需求设计并实现特定功能。现代 ASIC 通常包括微处理器、存储器(包括 ROM、RAM、闪存)和其他IP功能模块(如 PLL、LVDS、ADC、LDO等),这样的 ASIC 也通常被称为 SoC。ASIC 中常见的 IP模块包括客户自有工具 (Customer- Owned Tooling, COT)模块。ASIC 大量应用于智能手机、计算机、通信设备、汽车电子等。常见的 ASIC 产品有高通的骁龙(Snapdragon800/600/400/200) 系列,海思半导体的麒麟(Kirin)系列,AMD 基于皓龙(Opteron)处理器的 A 系列 APU (CPU融合 GPU),NVIDIA 的 GeForce 显卡系列等。
ASIC 与专用标准产品 (Application Specific Standard Product, ASSP) 本质是一致的,ASSP 是 ASIC 的一种更加通用的特例。ASSP 可作为现成的组件使用,例如独立的 USB 接口芯片,而ASIC 则是根据特定功能而开发的,通常专用在特定系统中。
ASIC 的主流设计流程是根据系统设计和规范 (System Design and Specification )进行架构设计,用硬件描述语言编写 RTL 代码并进行功能仿真 (Functional Simulation)和测试,通过综合(Synthesis) 优化并进行逻辑验证与可测性设计产生门级网表(Gate Level Netlist),交付物理设计团队进行布局布线 (Place and Route)并满足时序(Timing) 等要求,通过物理验证和可制造性设计满足设计要求,进行签核 (Sign-Off) 后最终交付圆片厂生产。一个典型的 ASIC 设计流程如图2-29 所示。ASIC 的主流设计方式有全定制( Full Custom)和半定制(semi-Custom)两种,全定制是按照设计流程依次进行各个阶段的实现,半定制则是利用成熟的IP 设计实现特定功能。以存储器、标准单元库 ( Standard Cells)到复杂的 IP都已经有厂商提供多种解决方案。与 COT模式需要客户完全设