Чисто аналоговая специализированная ИС выполняет множество аналоговых функций, таких как усиление сигнала, управление потреблением, преобразование сигнала в цифровыю форму и обратно. В специализированной ИС отсутствует цифровой процессор и память.
Рис. 1. Объем выпуска специализированных ИС в зависимости от стоимости отдельных компонентов, которые она заменяет. Под голубой кривой – область, где использование специализированных ИС неоправданно с экономической точки зрения, над желтой – где они выгодны. Между кривыми однозначности нет, необходимо проконсультироваться с поставщиком
В качестве реального примера можно привести специализированную ИС для формирования сигнала в медицинском оборудовании. Она содержит:
регуляторы напряжения (без магнитных компонентов), вырабатывающие сигналы 16 В (для шины) и 2,5 В (опорный сигнал) от батареи 1,8 – 3,2 В;
18-разрядный сигма-дельта АЦП с опорным напряжением 2,5 В;
ЦАП с программируемым выходом 3 – 13,5 В;
генератор постоянного тока 10 мкА;
восьмиканальный аналоговый переключатель для выбора источника тока.
Другой пример, ИС с возможностью управления питанием, показан на рисунке 2.
Рис. 2. Специализированная ИС со встроенными функциями управления питанием. Приведены значения напряжений на каждом выводе; микросхема представляет собой компактное решение в QFN корпусе с 32 выводами
Преимущества
Аналоговые специализированные ИС имеет смысл применять вместо россыпи однофункциональных аналоговых устройств. Это, во-первых, дешевле и, во-вторых, удобнее для разработчика. К тому же, одна специализированная ИС занимает меньше места на плате, чем несколько отдельных компонентов (см. рис. 1). Чем меньше компонентов в системе, тем она надежнее в долгосрочном отношении. В некоторых специализированных ИС имеется защита интеллектуальной собственности, чтобы конкуренты не могли узнать, как она построена.
Кроме того, отдельные компоненты устаревают быстрее, в то время как специализированные могут выпускаться десятилетиями. Поставщики компонентов регулярно обновляют линию продуктов, заменяя не оправдывающие себя с экономической точки зрения компоненты на новые.