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<<   作成日時 : 2010/01/08 17:01   >>

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ゲートアレイ(Wikipedia)

各社ゲートアレイ製品
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コントロールチップ・ゲートアレイ・漢字チップ(シチズン・システムズ株式会社)
ASIC : 富士通エレクトロニクス(富士通エレクトロニクス)
製品情報: ASIC [ゲートアレイ](EPSON)

 Wikipediaと各社の説明ページを見てもらえばわかると思うが、バルク層(半導体を形成する部分)は一定の配列でトランジスタを並べておき、メタル層(配線層)で配線してバルク層の必要な箇所のトランジスタを繋ぎ、論理回路を実現するLSIの一種である。RAMや大きな乗算器などは別に作成済みの製品もあり、そこに配線するだけで使える。これらの大きめのマクロを多数用意したものをエンベデッドアレイと呼んでいるメーカーもある。
 ゲートアレイもエンベデッドアレイもスタンダードセルも、ASIC(特定用途向けIC)を実現する方法のひとつである。
 まず、半導体工場は最新のスペック(今なら32nm,45nmスケールなど)を必要とされる用途(最新CPUなど密度の高い論理回路)向けに製造する。高密度化のためにはスタンダードセルでまず提供する。そうしてスタンダードセルの先端LSIが開発されるが、今度は歩留まりとの戦いになる。良品が取れ歩留まりも向上するまでには大変なコストをかけている。そこでバルク層を一定パターンに固定し、配線層を変えるだけで安定して生産できるゲートアレイを提供して元を取るのだ。各社のゲートアレイ項目をよく見て見ると、スタンダードセルに較べて旧式のスペックしかない。これは工場がすぐに最先端のラインに切り換えられないので、古いラインではゲートアレイを作って稼ぐためだ。全ユーザーが最先端、高密度のLSIパッケージを求めているわけではないので、ちょうど棲み分けができるということだ。
 配線を自由に書き換えができるFPGAはゲートアレイと似ているが、配線層がプログラマブルで論理もそれに合わせた構成になっているためゲートアレイよりはコストが高い。FPGAは後から修正が可能だから試作に、ゲートアレイはコストが安いため量産に向いている。また、ゲートアレイの一発勝負の緊張感がたまらんという人もいる。
 私がゲートアレイで最初から最後までひとりで作らせてもらった体験についてはまたの機会に。

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コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
こんにちは

ゲートアレイは歩留まりもありますが、マスクを作らないでいいことも大きいですね。
ゲートアレイに限らないですが、テープアウト前のドキドキ感はなんともいえないです(非常に嫌!)

私個人としてはASICは下記のようなイメージです。

・ゲートアレイ
IOやIPコアを含め、全て下地層は同じため論理変更は容易。
また下地層のマスクを作る必要がないため、
費用、開発期間はかからない

・エンベデッドアレイ
基本論理ブロック(inverter,and,or)の下地層は共通だが、
IOやIPコアは下地層は別。
また論理ブロックはゲートアレイタイプなので論理変更は容易

・スタンダードセル
基本論理ブロックごとに下地層が異なるため、
後から論理変更が難しい
下地層からマスクを作るため、費用、開発期間がかかる

以前、FPGAの配線を見せてもらったことがありますが、
実際メタル図形がないため不思議な感覚でした。

ゲートアレイの体験記期待しています。
mayarero
2010/01/13 22:38
エンベデッドアレイというのは最近の製品でしょうかね。十年くらい前はスタンダードセル、ゲートアレイしか製品がありませんでした。
ゲートアレイ体験ですがたいしたものは作ってないのであまり期待しないでお待ちください。
houmei
2010/01/14 02:08

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