Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung

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Eine Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung oder Application Specific Integrated Circuit (ASIC), auch Custom-Chip, ist eine elektronische Schaltung, die als integrierter Schaltkreis realisiert wurde. ASICs werden weltweit von vielen Herstellern nach Kundenanforderung gefertigt und normalerweise nur an diese geliefert. Darin unterscheidet sich das ASIC deutlicher von anderen Mikrochips als durch Unterschiede in Fabrikation und Entwurf. Wird ein wie ein ASIC entwickelter Baustein am Markt verkauft, spricht man häufig von einem anwendungsspezifischen Standardprodukt (ASSP).

ASICs finden Verwendung in nahezu allen möglichen elektronischen Geräten, vom Radiowecker bis zum Hochleistungsrechner. Der Grund für die Entwicklung solcher ICs, welche oft sogar nur für eine einzige bestimmte Modellreihe entworfen werden, ist vor allem bei hohen Fertigungsstückzahlen die Kostenersparnis gegenüber dem diskreten Aufbau von Schaltkreisen aus einzelnen Transistoren oder TTL-Bausteinen.

Rein digitale ASICs integrieren eine große Zahl von Logik-Funktionen, für die sonst aus diversen Standardbausteinen wie Prozessor, Logikfamilien (z.B. 74xx) oder ähnlichen Bausteinen zusammengestellt werden müssten. Mixed-signal ASICs enthalten zusätzlich zu den digitalen Schaltkreisen auch analoge Schaltungen wie z.B. Analog-Digital-Wandler, PLLs, etc.

ASICs werden vor allem für in Großserien gebaute Geräte zur Kostensenkung verwendet. Ein Großteil der heutzutage hergestellten Chips sind anwendungsspezifisch, wie zum Beispiel die Prozessoren in Mobiltelefonen zur Kodierung von Signalen oder zur Aufbereitung von Daten. Der Unterschied zu PLDs und FPGAs besteht darin, dass die Funktionalität des anwendungsspezifischen ICs vom Hersteller eindeutig festgelegt werden muss und somit fest vorgegeben ist. Die interne Schaltung kann vom Anwender nicht mehr verändert werden. Es gibt auch ASIC-Varianten, auf denen Mikroprozessoren oder Signalprozessoren integriert sind (System on Chip), wodurch eine gewisse Flexibilität für den Anwender durch die darauf ablaufende Software erreicht werden kann.

Die bekannten CPUs (Intel Pentium, AMD Athlon, etc.) sind hingegen universelle integrierte Schaltungen, die eine Vielzahl verschiedener Aufgaben bewältigen können. Das hat jedoch den Nachteil, dass diese Aufgaben nicht optimal abgearbeitet werden: Leistungsverbrauch, Datendurchsatz, Chip-Fläche, Taktfrequenz und andere Zielparameter sind in bestimmten Anwendungen höher als mit einem spezialisierten Baustein.

Wegen der Anpassung ihrer Architektur auf ein spezifisches Problem, arbeiten ASICs sehr effizient und um einiges schneller als eine funktionsgleiche Umsetzung per Software in einem Mikrocontroller. In einem Mobiltelefon hat das zum Beispiel den Vorteil, dass der Akku länger hält und das Gerät kompakt ist.

Durch ihre Exklusivität verhindern ASICs Nachbauten. Für Bastler und Service-Werkstätten sind ASICs oft ein großes Problem, da sie normalerweise nicht mehr produziert werden, nachdem die Herstellung eines Gerätes eingestellt wurde. Sind die Restbestände aufgebraucht, ist in der Regel eine Reparatur nur noch durch Entnahme der ASICs aus Geräten mit anderweitigen Defekten möglich.

[Bearbeiten] Anwendungsbeispiele

• Grafikprozessoren
• Agnus (ASIC im Commodore Amiga)
• Sinclair Computer Logic