دائرة متكاملة خاصة بالتطبيق

الدائرة المتكاملة المصممة خصيصًا لتطبيق معين ( ASIC ) هي شريحة دائرة متكاملة ( IC ) مُخصصة لاستخدام محدد، وليست مُصممة للاستخدامات العامة، مثل شريحة مُصممة للعمل في مُسجل صوت رقمي أو مُشفّر فيديو عالي الكفاءة . ^{[ 1 ] تُعد شرائح المنتجات القياسية} المصممة خصيصًا لتطبيق معين وسيطة بين الدوائر المتكاملة المصممة خصيصًا لتطبيق معين والدوائر المتكاملة القياسية في الصناعة مثل سلسلة 7400 أو سلسلة 4000. ^{[ 2 ]} تُصنع شرائح الدوائر المتكاملة المصممة خصيصًا لتطبيق معين عادةً باستخدام تقنية أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS) ، مثل شرائح الدوائر المتكاملة MOS . ^{[ 3 ]}

مع انخفاض أحجام المكونات وتحسن أدوات تصميم الرقائق على مر السنين، ازداد الحد الأقصى للتعقيد (وبالتالي الوظائف) الممكنة في الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) من 5000 بوابة منطقية إلى أكثر من 100 مليون بوابة. غالبًا ما تتضمن الدوائر المتكاملة الحديثة معالجات دقيقة كاملة ، ووحدات ذاكرة تشمل ذاكرة القراءة فقط (ROM ) ، وذاكرة الوصول العشوائي ( RAM) ، وذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح كهربائيًا والبرمجة كهربائيًا (EEPROM) ، وذاكرة الفلاش ، وغيرها من المكونات الأساسية الكبيرة. يُطلق على هذا النوع من الدوائر المتكاملة عادةً اسم نظام على شريحة (SoC ). يستخدم مصممو الدوائر المتكاملة الرقمية لغة وصف الأجهزة (HDL)، مثل Verilog أو VHDL ، لوصف وظائف هذه الدوائر. ^{[ 2 ]}

تُعدّ مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة الميدانية (FPGA) أحدث التقنيات المستخدمة في لوحات التجارب ، ما يعني أنها غير مصممة لتطبيقات محددة على عكس الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs). تسمح وحدات المنطق القابلة للبرمجة والوصلات البينية القابلة للبرمجة باستخدام نفس مصفوفة FPGA في العديد من التطبيقات المختلفة. بالنسبة للتصاميم الصغيرة أو أحجام الإنتاج المنخفضة، قد تكون مصفوفات FPGA أكثر فعالية من حيث التكلفة مقارنةً بتصميم ASIC، حتى في الإنتاج الفعلي. إذ قد تصل تكلفة الهندسة غير المتكررة (NRE) لـ ASIC إلى ملايين الدولارات. لذلك، يُفضّل مصنّعو الأجهزة عادةً استخدام مصفوفات FPGA في النماذج الأولية والأجهزة ذات أحجام الإنتاج المنخفضة، بينما يُفضّلون استخدام ASIC في أحجام الإنتاج الكبيرة جدًا حيث يمكن توزيع تكاليف NRE على العديد من الأجهزة. ^{[ 4 ]}

استخدمت الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) المبكرة تقنية مصفوفات البوابات . وبحلول عام 1967، كانت شركتا فيرانتي وإنترديزاين تُصنّعان مصفوفات البوابات ثنائية القطب المبكرة. وفي عام 1967، قدّمت شركة فيرتشايلد سيميكوندكتور عائلة ميكروماتريكس من مصفوفات منطق ثنائي القطب (DTL) ومنطق الترانزستور-الترانزستور (TTL). ^{[ 3 ]}

فتحت تقنية أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة التكميلية (CMOS) الباب أمام التسويق التجاري الواسع النطاق لمصفوفات البوابات. وقد طُوّرت أولى مصفوفات بوابات CMOS على يد روبرت ليب، ^{[ 5 ] [ 6 ]} في عام 1974 لصالح شركة International Microcircuits, Inc. (IMI). ^{[ 3 ]}

طُرحت تقنية الخلايا القياسية لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS) من قِبل شركتي فيرتشايلد وموتورولا ، تحت الاسمين التجاريين ميكروموزاييك وبوليسيل، في سبعينيات القرن العشرين. وقد تم تسويق هذه التقنية بنجاح لاحقًا من قِبل شركتي VLSI Technology (التي تأسست عام 1979) و LSI Logic (عام 1981). ^{[ 3 ]}

تم العثور على تطبيق تجاري ناجح لدوائر مصفوفة البوابات في أجهزة الكمبيوتر الشخصية ZX81 و ZX Spectrum منخفضة التكلفة ذات 8 بت ، والتي تم طرحها في عامي 1981 و 1982. وقد استخدمتها شركة Sinclair Research (المملكة المتحدة) بشكل أساسي كحل إدخال/إخراج منخفض التكلفة يهدف إلى التعامل مع رسومات الكمبيوتر .

تم تخصيص المعالجات بتغيير قناع التوصيلات المعدنية. كانت مصفوفات البوابات معقدة، حيث يصل عدد البوابات فيها إلى بضعة آلاف؛ ويُطلق على هذا النوع الآن اسم التكامل متوسط ​​النطاق . أصبحت الإصدارات اللاحقة أكثر عمومية، حيث تم تخصيص الرقاقات الأساسية المختلفة باستخدام طبقات معدنية وطبقات من البولي سيليكون . تتضمن بعض الرقاقات الأساسية أيضًا عناصر ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

في منتصف ثمانينيات القرن الماضي، كان المصمم يختار مصنّعًا لدوائر متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASIC) وينفذ تصميمه باستخدام أدوات التصميم المتاحة لديه. ورغم توفر أدوات تصميم خارجية، لم يكن هناك ربط فعّال بين هذه الأدوات وتصميم الدوائر المتكاملة وخصائص أداء عمليات تصنيع أشباه الموصلات لدى مختلف المصنّعين. لذا، اعتمد معظم المصممين على أدوات خاصة بالمصانع لإتمام تنفيذ تصاميمهم. وكان الحل لهذه المشكلة، والذي أدى أيضًا إلى زيادة كثافة الأجهزة بشكل ملحوظ، هو استخدام الخلايا القياسية . ^{[ 7 ]} إذ كان بإمكان كل مصنّع لدوائر ASIC إنشاء وحدات وظيفية ذات خصائص كهربائية معروفة، مثل زمن التأخير والسعة والحث، والتي يمكن تمثيلها أيضًا في أدوات خارجية. ويُعرف تصميم الخلايا القياسية بأنه استخدام هذه الوحدات الوظيفية لتحقيق كثافة عالية جدًا للبوابات وأداء كهربائي ممتاز. ويُعتبر تصميم الخلايا القياسية وسيطًا بين تصميم مصفوفة  البوابات والتصميم شبه المخصص والتصميم المخصص بالكامل، من حيث تكاليف الهندسة  غير المتكررة وتكاليف المكونات المتكررة، بالإضافة إلى الأداء وسرعة التطوير (بما في ذلك وقت طرح المنتج في السوق ).

بحلول أواخر التسعينيات، أصبحت أدوات توليف المنطق متاحة. ويمكن لهذه الأدوات تحويل أوصاف لغة وصف الأجهزة (HDL) إلى قائمة توصيلات على مستوى البوابات . تُصمم الدوائر المتكاملة ذات الخلايا القياسية (ICs) وفق المراحل المفاهيمية التالية، والتي تُعرف باسم تدفق تصميم الإلكترونيات ، على الرغم من أن هذه المراحل تتداخل بشكل كبير في التطبيق العملي:

1. هندسة المتطلبات : يبدأ فريق من مهندسي التصميم بفهم غير رسمي للوظائف المطلوبة لـ ASIC جديد، وعادة ما يتم استخلاصها من تحليل المتطلبات .
2. تصميم مستوى نقل السجلات (RTL) : يقوم فريق التصميم بإنشاء وصف لدائرة متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASIC) لتحقيق هذه الأهداف باستخدام لغة وصف الأجهزة . تشبه هذه العملية كتابة برنامج حاسوبي بلغة برمجة عالية المستوى .
3. التحقق الوظيفي : يتم التحقق من ملاءمة المنتج للغرض المطلوب من خلال التحقق الوظيفي. قد يشمل ذلك تقنيات مثل محاكاة المنطق عبر منصات الاختبار ، والتحقق الرسمي ، والمحاكاة ، أو إنشاء وتقييم نموذج برمجي مكافئ ، كما هو الحال في برنامج Simics . لكل تقنية تحقق مزاياها وعيوبها، وغالبًا ما تُستخدم عدة طرق معًا للتحقق من الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC). على عكس معظم مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGAs) ، لا يمكن إعادة برمجة الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs)بعد تصنيعها ، وبالتالي فإن تصميمات الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) غير الصحيحة تمامًا تكون أكثر تكلفة، مما يزيد من الحاجة إلى تغطية اختبار شاملة .
4. توليف المنطق : يحوّل توليف المنطق تصميم RTL إلى مجموعة كبيرة من البنى ذات المستوى الأدنى تُسمى الخلايا القياسية. تُستقى هذه البنى من مكتبة الخلايا القياسية التي تتكون من مجموعات مُحددة مسبقًا من البوابات المنطقية التي تؤدي وظائف مُعينة. عادةً ما تكون الخلايا القياسية خاصة بالشركة المُصنِّعة المُخطط لها لـ ASIC. تُسمى المجموعة الناتجة من الخلايا القياسية والوصلات الكهربائية اللازمة بينها بقائمة توصيلات مستوى البوابات .
5. التوزيع : تُعالَج قائمة التوصيلات على مستوى البوابات بواسطة أداة توزيع تضع الخلايا القياسية على منطقة من رقاقة الدائرة المتكاملة التي تمثل الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيقات النهائية. وتسعى أداة التوزيع إلى إيجاد التوزيع الأمثل للخلايا القياسية، مع مراعاة مجموعة متنوعة من القيود المحددة.
6. التوجيه : تستخدم أداة توجيه الدوائر الإلكترونية تحديد المواقع الفيزيائية للخلايا القياسية، ثم تستخدم قائمة الشبكة لإنشاء التوصيلات الكهربائية بينها. ونظرًا لاتساع نطاق البحث ، فإن هذه العملية تُنتج حلاً "كافيًا" وليس " أمثلًا عالميًا ". والناتج هو ملف يُستخدم لإنشاء مجموعة من الأقنعة الضوئية، مما يُمكّن مصنع تصنيع أشباه الموصلات ، المعروف باسم "مصنع" أو "مسبك"، من تصنيع الدوائر المتكاملة . يرتبط تحديد المواقع والتوجيه ارتباطًا وثيقًا، ويُطلق عليهما معًا في تصميم الدوائر الإلكترونية "تحديد المواقع والتوجيه" . على الرغم من أن أدوات أتمتة تصميم الدوائر الإلكترونية تدعم توليف المنطق وتحديد المواقع والتوجيه، إلا أن هذه المراحل تتطلب توجيهًا وتكرارًا كبيرين من المصمم. يُحدد المصممون قيودًا مستمدة من هندسة المتطلبات وتصميم RTL، بما في ذلك متطلبات التوقيت، ومخططات الدوائر، وميزانيات الطاقة، وقيود المساحة. عادةً ما تكون هناك حاجة إلى تكرارات متعددة للأداة لتحقيق أهداف الأداء والطاقة والمساحة، وغالبًا ما يتطلب ذلك تحسينًا وتنقيحًا يدويًا، مما يُطيل وقت دورة التصميم بشكل ملحوظ.
7. الموافقة النهائية : بناءً على التصميم النهائي، تحسب عملية استخراج الدائرة المقاومات والسعات الطفيلية . في حالة الدوائر الرقمية ، تُحوّل هذه القيم إلى معلومات تأخير، ومنها يُمكن تقدير أداء الدائرة، عادةً من خلال تحليل التوقيت الثابت . يهدف هذا الاختبار، بالإضافة إلى اختبارات نهائية أخرى مثل التحقق من قواعد التصميم وتحليل الطاقة، والتي تُعرف مجتمعةً باسم الموافقة النهائية ، إلى ضمان عمل الجهاز بشكل صحيح في جميع الظروف القصوى للعملية والجهد ودرجة الحرارة. عند اكتمال هذا الاختبار، تُتاح معلومات قناع الطباعة الضوئية لتصنيع الرقاقة .

تؤدي هذه الخطوات، التي يتم تنفيذها بمستوى من المهارة شائع في الصناعة، في أغلب الأحيان إلى إنتاج جهاز نهائي ينفذ التصميم الأصلي بشكل صحيح، ما لم تظهر عيوب لاحقة نتيجة لعملية التصنيع المادية. ^{[ 8 ]}

تُعدّ خطوات التصميم، أو ما يُعرف بتدفق التصميم ، شائعة في تصميم المنتجات القياسي. ويكمن الاختلاف الجوهري في أن تصميم الخلايا القياسية يعتمد على مكتبات الخلايا الخاصة بالشركة المصنّعة، والتي سبق استخدامها في مئات من تطبيقات التصميم الأخرى، وبالتالي فهي أقل خطورة بكثير من التصميم المخصص بالكامل. تُنتج الخلايا القياسية كثافة تصميم فعّالة من حيث التكلفة، كما أنها قادرة على دمج وحدات الملكية الفكرية وذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) بكفاءة، على عكس مصفوفات البوابات.

تصميم مصفوفة البوابات هو أسلوب تصنيع تُحدد فيه مسبقًا طبقات منتشرة ^{[ 9 ]} ، تتكون كل منها من ترانزستورات وأجهزة فعالة أخرى ، وتُخزن رقائق إلكترونية تحتوي على هذه الأجهزة أو تُفصل قبل مرحلة التمعدن في عملية التصنيع . ^{[ 7 ]} تحدد عملية التصميم الفيزيائي الوصلات البينية لهذه الطبقات للجهاز النهائي. بالنسبة لمعظم مصنعي الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC)، يتكون هذا من طبقتين إلى تسع طبقات معدنية، حيث تمتد كل طبقة بشكل عمودي على الطبقة التي تليها. تكاليف الهندسة غير المتكررة أقل بكثير من تكاليف التصميمات المخصصة بالكامل، حيث لا تتطلب أقنعة الطباعة الضوئية إلا للطبقات المعدنية. دورات الإنتاج أقصر بكثير، لأن التمعدن عملية سريعة نسبيًا؛ مما يُسرّع من طرح المنتج في السوق .

تُمثل الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) ذات مصفوفات البوابات حلاً وسطاً بين سرعة التصميم والأداء ، إذ لا يُحقق تطبيق تصميم مُعين على رقاقة جاهزة لدى المُصنِّع استخداماً كاملاً للدائرة . غالباً ما تتطلب صعوبات توجيه التوصيلات البينية الانتقال إلى جهاز مصفوفة أكبر، مما يُؤدي إلى زيادة سعر القطعة. وتنتج هذه الصعوبات في كثير من الأحيان عن برامج تصميم الدوائر الإلكترونية (EDA) المُستخدمة لتطوير التوصيلات البينية.

نادرًا ما يستخدم مصممو الدوائر اليوم تصميم مصفوفات البوابات المنطقية البحتة، إذ حلت محلها بالكامل تقريبًا الأجهزة القابلة للبرمجة الميدانية . ومن أبرز هذه الأجهزة مصفوفات البوابات القابلة للبرمجة الميدانية (FPGAs)، التي يمكن برمجتها من قِبل المستخدم، ما يوفر تكاليف أدوات منخفضة، وهندسة غير متكررة، وزيادة طفيفة فقط في تكلفة القطعة الواحدة، وأداءً مماثلاً.

تتطور مصفوفات البوابات اليوم إلى دوائر متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASICs) مُهيكلة، تتألف من نواة ملكية فكرية كبيرة تُشبه وحدة المعالجة المركزية ، ووحدات معالجة الإشارات الرقمية ، ووحدات طرفية ، وواجهات قياسية ، وذاكرات مُدمجة ، وذاكرة وصول عشوائي ثابتة ( SRAM ) ، ووحدة منطقية قابلة لإعادة التكوين وغير مُخصصة. ويعود هذا التحول بشكل كبير إلى قدرة أجهزة ASIC على دمج وحدات كبيرة من وظائف النظام ، ولأن الأنظمة على شريحة (SoCs) تتطلب منطقًا وسيطًا ، وأنظمة فرعية للاتصالات (مثل الشبكات على الشريحة )، ووحدات طرفية ، ومكونات أخرى، بدلاً من مجرد وحدات وظيفية ووصلات أساسية.

في الاستخدامات الشائعة في هذا المجال، يُعتبر مصطلحا "مصفوفة البوابات" و"شبه مخصص" مترادفين عند الإشارة إلى الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs). يستخدم مهندسو العمليات مصطلح "شبه مخصص" بشكل أكثر شيوعًا، بينما يستخدم مصممو المنطق (أو مستوى البوابات) مصطلح "مصفوفة البوابات" بشكل أكثر شيوعًا.

على النقيض من ذلك، يحدد تصميم الدوائر المتكاملة المخصصة بالكامل جميع طبقات الطباعة الضوئية للجهاز. ^{[ 7 ]} يُستخدم التصميم المخصص بالكامل لكل من تصميم الدوائر المتكاملة المخصصة وتصميم المنتجات القياسية.

تشمل فوائد التصميم المخصص بالكامل تقليل المساحة (وبالتالي تقليل تكلفة المكونات المتكررة)، وتحسينات الأداء ، وأيضًا القدرة على دمج المكونات التناظرية والمكونات الأخرى المصممة مسبقًا - وبالتالي تم التحقق منها بالكامل - مثل نوى المعالجات الدقيقة ، التي تشكل نظامًا على شريحة واحدة .

تشمل عيوب التصميم المخصص بالكامل زيادة وقت التصنيع والتصميم، وزيادة تكاليف الهندسة غير المتكررة، وزيادة التعقيد في أنظمة التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) وأنظمة أتمتة التصميم الإلكتروني ، ومتطلبات مهارة أعلى بكثير من جانب فريق التصميم.

أما بالنسبة للتصاميم الرقمية بالكامل، فإن مكتبات الخلايا "القياسية"، إلى جانب أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب الحديثة، توفر مزايا كبيرة من حيث الأداء والتكلفة مع مخاطر منخفضة. تتميز أدوات التخطيط الآلي بسهولة وسرعة الاستخدام، كما تتيح إمكانية التعديل اليدوي أو تحسين أي جانب من جوانب التصميم التي تحد من الأداء.

تم تصميم هذا باستخدام بوابات منطقية أساسية أو دوائر أو تخطيطات خاصة بالتصميم.

يُعدّ تصميم الدوائر المتكاملة المُهيكلة (المعروف أيضًا باسم " تصميم الدوائر المتكاملة القائمة على المنصة ") اتجاهًا حديثًا نسبيًا في صناعة أشباه الموصلات، مما أدى إلى بعض التباين في تعريفه. ومع ذلك، فإنّ الفرضية الأساسية لتصميم الدوائر المتكاملة المُهيكلة هي تقليل كلٍّ من زمن دورة التصنيع وزمن دورة التصميم مقارنةً بتصميم الدوائر المتكاملة القائمة على الخلايا، وذلك بفضل وجود طبقات معدنية مُحددة مسبقًا (مما يُقلل من زمن التصنيع) والتحديد المُسبق لمكونات السيليكون (مما يُقلل من زمن دورة التصميم).

ينص التعريف الوارد في كتاب أسس الأنظمة المدمجة على ما يلي: ^{[ 10 ]}

في تصميم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) المُهيكلة، تُحدد طبقات قناع المنطق للجهاز مسبقًا من قِبل مُصنِّع الدوائر المتكاملة (أو في بعض الحالات من قِبل طرف ثالث). ويتحقق تمييز التصميم وتخصيصه من خلال إنشاء طبقات معدنية مُخصصة تُنشئ وصلات مُخصصة بين عناصر المنطق في الطبقات السفلية المُحددة مسبقًا. تُعتبر تقنية الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) المُهيكلة بمثابة حلقة وصل بين مصفوفات البوابات القابلة للبرمجة الميدانية (FPGA) وتصاميم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) ذات الخلايا القياسية. ولأن عددًا قليلًا فقط من طبقات الرقاقة يتطلب إنتاجًا مُخصصًا، فإن تصاميم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) المُهيكلة تتميز بتكاليف تشغيل غير متكررة (NRE) أقل بكثير من الرقاقات ذات الخلايا القياسية أو الرقاقات المُخصصة بالكامل، والتي تتطلب إنتاج مجموعة أقنعة كاملة لكل تصميم.

هذا التعريف مطابقٌ فعلياً لتعريف مصفوفة البوابات. ما يُميّز الدائرة المتكاملة المُهيكلة (ASIC) عن مصفوفة البوابات هو أن طبقات المعدن المُحددة مسبقاً في مصفوفة البوابات تُسرّع عملية التصنيع. أما في الدائرة المتكاملة المُهيكلة، فيُستخدم التمعدن المُحدد مسبقاً بشكل أساسي لتقليل تكلفة مجموعات الأقنعة، فضلاً عن تقصير مدة دورة التصميم بشكل ملحوظ.

على سبيل المثال، في تصميم الدوائر المتكاملة القائمة على الخلايا أو مصفوفات البوابات، غالبًا ما يتعين على المستخدم تصميم هياكل الطاقة والساعة والاختبار بنفسه. في المقابل، تكون هذه الهياكل مُحددة مسبقًا في معظم الدوائر المتكاملة المُهيكلة، مما يوفر الوقت والمال للمصمم مقارنةً بالتصميمات القائمة على مصفوفات البوابات. وبالمثل، يمكن أن تكون أدوات التصميم المستخدمة في الدوائر المتكاملة المُهيكلة أقل تكلفة وأسهل (أسرع) استخدامًا من أدوات تصميم الدوائر القائمة على الخلايا، لأنها لا تتطلب أداء جميع وظائف أدوات تصميم الدوائر القائمة على الخلايا. في بعض الحالات، يشترط مُصنِّع الدوائر المتكاملة المُهيكلة استخدام أدوات مُخصصة لجهازه (مثل التوليف الفيزيائي المُخصص)، مما يُتيح أيضًا تسريع عملية تصنيع التصميم.

عادةً ما توفر الشركة المصنعة للجهاز مكتبات الخلايا الخاصة بالعناصر المنطقية الأساسية كجزء من الخدمة. ورغم أنها لا تُكلّف أي تكلفة إضافية، إلا أن نشرها يخضع لشروط اتفاقية عدم إفصاح ، وتُعتبر ملكية فكرية للشركة المصنعة. وعادةً ما يكون تصميمها المادي مُحدداً مسبقاً، لذا يُمكن تسميتها "وحدات ماكرو صلبة".

ما يفهمه معظم المهندسين على أنه " ملكية فكرية " هو في الواقع وحدات IP الأساسية ، وهي تصاميم يتم شراؤها من طرف ثالث كمكونات فرعية لدائرة متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASIC) أكبر. قد تُقدم هذه الوحدات على شكل لغة وصف الأجهزة (تُسمى غالبًا "وحدة ماكرو برمجية")، أو كتصميم مُوجّه بالكامل يُمكن طباعته مباشرةً على قناع الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (يُسمى غالبًا "وحدة ماكرو صلبة"). ^{[ 7 ]} تبيع العديد من المؤسسات الآن هذه الوحدات المصممة مسبقًا - وحدات المعالجة المركزية، وواجهات إيثرنت، وواجهات USB، وواجهات الهاتف - وقد تمتلك المؤسسات الكبيرة قسمًا أو شعبة كاملة لإنتاج هذه الوحدات لبقية أقسامها. شركة ARM تبيع وحدات IP الأساسية فقط ، مما يجعلها شركة تصنيع بدون مصانع .

في الواقع، يعود التنوع الكبير في الوظائف المتاحة حاليًا في تصميم الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASIC) إلى التطور الهائل الذي شهدته الإلكترونيات في أواخر التسعينيات وأوائل الألفية الثانية؛ فبما أن تصميم النواة يتطلب وقتًا واستثمارًا كبيرين، فإن إعادة استخدامها وتطويرها يقلل بشكل كبير من مدة دورة حياة المنتج، مما يُسهم في إنتاج منتجات أفضل. إضافةً إلى ذلك، تقوم منظمات الأجهزة مفتوحة المصدر ، مثل OpenCores، بجمع نوى الملكية الفكرية المجانية، على غرار حركة البرمجيات مفتوحة المصدر في تصميم الأجهزة.

غالباً ما تكون وحدات الماكرو البرمجية مستقلة عن عملية التصنيع (أي يمكن تصنيعها باستخدام مجموعة واسعة من عمليات التصنيع ولدى مختلف المصنّعين). أما وحدات الماكرو الصلبة فهي محدودة بعملية التصنيع، وعادةً ما يتطلب نقلها (تحويلها) إلى عملية تصنيع أو مصنّع مختلف بذل جهد إضافي في التصميم.

تقدم بعض الشركات المصنعة ومكاتب تصميم الدوائر المتكاملة خدمة رقائق متعددة المشاريع (MPW) كوسيلة للحصول على نماذج أولية منخفضة التكلفة. ^{[ 11 ]} تُعرف هذه الرقائق، التي تحتوي على عدة تصاميم، باسم "المشاريع المكوكية"، وتُنفذ على فترات منتظمة ومجدولة وفق مبدأ "القص والتشغيل"، وعادةً ما تكون مسؤولية الشركة المصنعة محدودة. يشمل العقد تسليم رقائق غير مُغلفة أو تجميع وتغليف عدد قليل من الأجهزة. تتضمن الخدمة عادةً توفير قاعدة بيانات تصميم مادية (مثل معلومات الإخفاء أو شريط توليد الأنماط). يُشار إلى الشركة المصنعة غالبًا باسم "مصنع السيليكون" نظرًا لقلة مشاركتها في العملية.

المنتج القياسي المُصمم خصيصًا للتطبيقات ( ASSP ) عبارة عن دائرة متكاملة تُنفذ وظيفة محددة تلبي احتياجات سوق واسعة. وعلى عكس الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) التي تجمع مجموعة من الوظائف وتُصمم من قِبل عميل واحد أو لصالحه ، فإن منتجات ASSP متوفرة كمكونات جاهزة للاستخدام. تُستخدم منتجات ASSP في جميع الصناعات، من صناعة السيارات إلى الاتصالات. ^{[ 12 ]}

على سبيل المثال، من بين الدوائر المتكاملة التي قد تُصنّف أو لا تُصنّف كدوائر متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASICs) شريحة تحكم لجهاز كمبيوتر شخصي وشريحة مودم . كلا المثالين مُخصّصان لتطبيق مُحدّد (وهو أمر شائع في الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات)، ولكنهما يُباعان للعديد من مُورّدي الأنظمة (وهو أمر شائع في المكونات القياسية). تُسمى هذه الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات أحيانًا بالمنتجات القياسية المُخصّصة للتطبيقات (ASSPs).

من أمثلة معالجات التطبيقات الخاصة (ASSPs) شريحة التشفير/فك التشفير، وشريحة التحكم في واجهة شبكة الإيثرنت، وشريحة التحكم في ذاكرة الفلاش. ^{[ 13 ]}

• أنتوني كاتالدو (26 مارس 2002). "زيلينكس تسعى لتسهيل الوصول إلى معالجات FPGA المخصصة" . مجلة EE Times . شركة CMP Media. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 14 ديسمبر 2006 .
• "شركة Xilinx تُطلق الجيل التالي من معالجات EasyPath FPGA بأسعار أقل من معالجات ASIC المهيكلة" . مجلة EDP Weekly's IT Monitor . شركة Millin Publishing، 18 أكتوبر 2004.

• الوسائط المتعلقة بالدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات على ويكيميديا ​​كومنز