Circuitos integrados

Un Integrated Circuit (IC) o CHIP, es un semiconductor que contiene miles o millones de pequeñas resistencias, condensadores, diodos, transistores, formado un circuito interno para realizar una función especifica. Las funciones pueden ser muy variadas como: amplificadores, osciladores, temporizadores, contadores, memorias, uP, etc Antiguamente se usaba una simple categorización en: análogos (lineales) o digitales.

Luego por su fabricación fueron clasificados en: monolíticos: los que son fabricadas en un solo cristal; híbridos de capa fina: en realidad son como una especie de sanguche de cristales monolíticos. Contiene componentes difíciles de fabricar. De este tipo son por ejemplo los conversores A/D y D/A; híbridos de capa gruesa: Son varios circuitos monolíticos sin cápsula sobre un sustrato dieléctrico interconectados con pistas conductoras. Las resistencias se depositan por epigrafía y se ajustan haciéndoles cortes con láser. Luego todo ello se encapsula o simplemente se cubre con una resina epoxica para protegerlo. Se usan en aplicaciones de radio frecuencia (RF), fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automóvil, etc.

Atendiendo al nivel de integración se clasifican en: SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores; MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a 1 000 transistores; LSI (Large Scale Integration) grande: 1 001 a 10 000 transistores, VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10 001 a 100 000 transistores, ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100 001 a 1 000 000 transistores, GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores.

Los IC han evolucionado tanto hoy en dia que esta clasificación quedan completamente insuficientes, por lo que se han introducido nuevos términos.

1. GPIC

General Purpose Integrated Circuit (GPIC) o CHIPs de propósitos generales. Aqui tenemos los CHIP analógicos, como un regulador de voltaje, un amplificador, etc y los digitales como la serie 74xx que son circuitos lógicos básicos (combinacionales o secuenciales) que se pueden usar para una multiplicidad de aplicaciones.

2. ASIC

Application Specific Integrated Circuit (ASIC) o CHIPs para aplicaciones específicas, es un circuito integrado (IC) hecho a la medida para un uso en particular, en vez de ser concebido para propósitos de uso general. Se usan para una función específica. Por ejemplo, un CHIP diseñado únicamente para ser usado en un teléfono móvil es un ASIC. Por otro lado, los circuitos integrados de la serie 74xx son circuitos lógicos (combinacionales o secuenciales) que se pueden usar para una multiplicidad de aplicaciones. En un lugar intermedio entre los ASIC y los productos de propósito general están los productos estándar para aplicaciones específicas o ASSP.

3. SoC

Un System on Chip (SoC), describe la tendencia cada vez más frecuente de usar tecnologías de fabricación que integran todos o gran parte de los módulos que componen un computador o cualquier otro sistema informático o electrónico en un único circuito integrado o CHIP. La diferencia principal de un SoC con un uP tradicional no debe pasarse por alto, puesto que estos rara vez disponen de más de 100 GB de RAM (de hecho, lo más frecuente es que las memorias, tanto la RAM como la flash, de un uP consten de unos pocos KB), y gran parte de estos son estructuras monoCHIP, mientras que el término SoC es usado para procesadores más potentes y de arquitectura más compleja, como son los que integran las computadoras y dispositivos actuales que dependen de CHIPs o módulos de memoria externos para ser eficaces.

4. FPGAs

Una Field Programmable Gate Array (FPGA) o matriz de puertas programables, es un dispositivo programable que contiene bloques de lógica cuya interconexión y funcionalidad puede ser configurada en el momento mediante un lenguaje de descripción especializado. La lógica programable puede reproducir desde funciones tan sencillas como las llevadas a cabo por una puerta lógica o un sistema combinacional, hasta complejos sistemas en un CHIP.

Las FPGA se usan en aplicaciones similares a los ASIC sin embargo son más lentas, tienen un mayor consumo de energía y no pueden abarcar sistemas tan complejos como ellos. A pesar de esto, las FPGA tienen las ventajas de ser reprogramables (lo que añade una enorme flexibilidad al flujo de diseño), sus costos de desarrollo y adquisición son mucho menores para pequeñas cantidades de dispositivos y el tiempo de desarrollo es también menor.

5. uP

6. uC