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12.11.1982 - 

Treibende Kraft des elektronischen Systementwurfs

Gate Arrays: Vierte Bauelemente-Generation

MÜNCHEN (pi) - Auf der "electronica 82" traten bestimmte elektronische Bauelemente verstärkt ins Rampenlicht, die bis vor kurzem nur in Spezialanwendungen zu finden waren: die sogenannten Gate Arrays.

Ein Fachseminar, veranstaltet vom VDI-Technologiezentrum, unterstrich die zukunftsweisende Bedeutung, die diesen Elementen beigemessen wird. Manche Fachleute bezeichnen die Gate Arrays als die vierte Generation der elektronischen Bauelemente, nach Transistoren, integrierten Schaltungen und Mikroprozessoren.

Gate Arrays, auch Logik-Arrays genannt, sind sogenannte halbkundenspezifische (Semi-Custom) integrierte Schaltungen. Im Gegensatz zu den vom Halbleiterhersteller für den jeweiligen Einsatzfall "maßgeschneiderten" ICs, die sich wegen der hohen Entwicklungskosten verständlicherweise erst bei sehr hohen Stückzahlen lohnen, ist das Gate Array intern auf alle möglichen Funktionskombinationen vorbereitet - es fehlt lediglich die sinnvolle Verknüpfung der bis zu mehreren tausend Gatter. Mit dieser letzten Verdrahtungsebene entsteht ebenfalls ein maßgeschneidertes Bauteil, jedoch in ungleich kürzerer Zeit und zu wesentlich günstigeren Kosten. Gate Arrays sind also der ideale Kompromiß zwischen Standardbauteilen und kundenspezifischen ICs; sie lohnen sich schon bei kleineren Stückzahlen, und für ihre Entwicklung braucht der Anwender keine ausgesprochene Halbleiter-Erfahrung.

Freilich konnten die Gate Arrays erst mit der Einführung des computergestützten Konstruierens (CAD = Computer Aided Design) ihren Durchbruch schaffen. Erst die automatischen Entwicklungshilfen, erst CAD und von den Herstellern angebotene Design Centers konnten die Array-Konstruktion optimieren, arbeitsintensive Planungen verringern und menschliche Fehler ausschalten. Experten halten die Logik-Arrays für die technologisch treibende Kraft des elektronischen Systementwurfs. Das bedeutet: Es werden immer spezifischere Lösungen von Problemen möglich, ohne daß das fundierte Know-how einfach zu kopieren wäre und ohne daß durch die Produktvielfalt die Entwicklungskosten ins Unermeßliche steigen. Und schließlich sieht man in Gate Arrays einen praktischen Weg, letzte, in Europa noch bestehende technologische Lücken zu schließen.

Der Markt, der sich hier öffnet, ist riesig, wenngleich in seiner zeitlichen Entwicklung noch umstritten. Ein spezialisiertes Marktforschungsunternehmen (Mackintosh) schätzt den freien Markt im Jahre 1981 auf 130 Millionen Dollar weltweit und rechnet mit einem Wachstum auf 1,2 Milliarden Dollar bis 1986 (mit steilem Anstieg ab 1984). Einschließlich des herstellereigenen, sogenannten Inhouse-Bedarf soll sich der Umsatz in vier Jahren sogar um drei Milliarden Dollar herum bewegen. Es versteht sich, daß solch überdurchschnittliches Wachstum zu Lasten anderer Bereiche, vor allem der Standard-ICs, geht.

Auf der "electronica" boten rund 40 Halbleiterhersteller Gate Arrays in verschiedensten Formen an. Bei den Herstellerverfahren dürfte künftig die CMOS-Technologie mit ihrer geringen Leistungsaufnahme zunehmend an Bedeutung gewinnen, so daß praktisch jedes zweite Gate Array in CMOS hergestellt sein wird. Danach folgen bipolare Ausführungen, insbesondere für schnelle Computer (rund ein Viertel), schließlich ECL- und MMOS-Gate Arrays.