டிஜிட்டல் கில்லாடி ஆகலாம்-10: தொழில்நுட்பத்தில் ஐசி என்ற புரட்சி!

பாலாஜி

ஐசி என்றழைக்கப்படும் தொகுப்பு முறை (Integrated Circuit) தொழில்நுட்ப உலகில் ஒரு அருமையான கண்டுபிடிப்பு. இதன் மூலம் ஏராளமான டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்ட ஒரு சர்க்யூட்டை சிறிய இடத்தில் சிலிக்கானில் அச்சிட முடிந்தது.

ஆனால், ஐசி அறிமுகமான காலத்தில் அதுவரை எலக்ட்ரானிக் சர்க்யூடிற்கு தனித்தனி டிரான்சிஸ்டர்களை மட்டுமே பயன்படுத்தி வந்த பொறியாளர்கள் ஐசி-க்கு மாற தயக்கம் காட்டினார்கள்.

சில சிக்கல்கள்

தனித்தனி டிரான்சிஸ்டர்களை பயன்படுத்தி சர்க்யூட் வடிவமைத்தால் ஒரு அனுகூலம் உண்டு. எந்த ஒரு டிரான்சிஸ்டர் பழுதடைந்தாலும் அந்த டிரான்சிஸ்டர்-ஐ மட்டும் மாற்ற இயலும். ஆனால், ஐசி-ல் எந்த ஒரு டிரான்சிஸ்டர் பழுதடைந்தாலும் மொத்த ஐசி-யையும் மாற்ற வேண்டியிருக்கும். ஐசி-ஐ திறந்து ஒரு டிரான்சிஸ்டரை மாற்ற இயலாது.

பல பலன்கள்

இதன் காரணமாக பொறியாளர்கள் தனித்தனி டிரான்சிஸ்டர்களை அதிகம் பயன்படுத்தினார்கள். பிறகு நாளடைவில் தயாரிப்பாளர்கள் ஒரு ஐசி-ன் உள்ளே அதிக டிரான்சிஸ்டர்களை அச்சடித்தார்கள். ஐசி-ன் விலையையும் குறைத்தார்கள். தனித்தனி டிரான்சிஸ்டர்களை உபயோகித்து வடிவமைத்த சர்க்யூட்களின் அளவும் பெரிதாகியது. விலையும் அதிகம் ஆனது. அதன் காரணமாக பொறியாளர்கள் மெதுவாக ஐசி-ஐ பயன்படுத்தத் தொடங்கினார்கள்.

ஒரு காலகட்டத்தில் தனித்தனி டிரான்சிஸ்டர்களை பயன்படுத்தி சர்க்யூட் வடிவமைப்பது அடியோடு நின்று விட்டது. எல்லா எலக்ட்ரானிக் பொறியாளர்களும் ஐசி-ஐக் கொண்டு சர்க்கியூட்டை வடிவமைக்க ஆரம்பித்தார்கள். இப்போது எலக்ட்ரானிக் பொருட்களின் தேவை அதிகரிக்க ஆரம்பித்தது. அதன் காரணமாக பொறியாளர்கள் தங்கள் சர்க்யூட்டை ஐசி-க்குள் அச்சடித்துத் தருமாறு ஐசி தயாரிப்பாளரிடம் கேட்டார்கள்.

ஆனால், ஐசி தயாரிப்பாளர்கள் ஒரு ஐசி மட்டும் தயாரித்து தர இயலாது என்று கைவிரித்து விட்டார்கள். குறைந்தது 10,000 ஐசி-கள் தயாரிக்க வேண்டும் என்று கூறிவிட்டார்கள். இதற்கு குறைந்த ஆர்டர் அளவு (Minimum Order Quantity) என்று பெயர். இந்த வகையான ஒரு முறை தயாரித்தால் பிறகு செயல்பாடுகளை மாற்ற இயலாத ஐசி-களை Application Specific IC (குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு ஐசி, ASIC) என்று அழைப்பர்.

பெரிய நிறுவனங்களின் தேவைக்கு

ஆகவே பெரிய நிறுவனங்கள் மட்டுமே தங்களுக்குத் தேவையான IC-களை தயாரித்துக் கொள்ள முடிந்தது. சிறிய நிறுவனங்கள்பெரிய நிறுவனங்கள் தயாரித்த ஐசி-களைஉபயோகித்து சர்க்யூட்களை உருவாக்கினார்கள். இதே காலகட்டத்தில் ஐசி தயாரிக்கும் நிறுவனங்கள் அதிகமாயின. அவர்களுக்கு நிறைய ஆர்டர்கள் தேவைப்பட்டன. இதன் காரணமாகப் பொறியாளர்கள் ஒரு புதிய முறையைக் கண்டறிந்தார்கள். இது ஒரு பெரிய திருப்புமுனையை உருவாக்கியது. நாம் ஆரம்ப காலங்களில் மின்னணு பொருட்களை மின்கம்பிகளை கொண்டு இணைத்து சர்க்யூட்களை உருவாக்கினோம்.

தேவை மாறும்போது இந்த இணைப்புகளை மாற்றிக் கொள்வோம் என்று பொறியாளர்கள் இந்த முறையை ஐசி-ன் உள்ளேயும் கடைப்பிடித்தார்கள். அதாவது ஐசி-ன் உள்ளே மின்னணு பொருட்கள் இருக்கும். ஆனால், அவை இணைக்கப்படாமல் இருக்கும். ஒவ்வொரு மின்னணு பொருளுக்கும் இடையில் ஒரு FUSE இருக்கும். இந்த FUSE-ஐ துண்டித்து விட்டால் இணைப்பு இருக்காது. ஆனால், ஒருமுறை இணைப்பை துண்டித்து விட்டால் பின்னர் மீண்டும் இணைப்பை ஒட்ட வைக்க முடியாது. இதற்கு ‘ஒரு முறை கட்டமைப்பு’ (One Time Programmable) என்று பெயர். இதனை பொறியாளர்கள் PLD (Programmable Logic Device) என்று அழைத்தனர்.

பலமுறை பயன்படுத்தலாம்

பலவிதமான PLD தயாரிக்கப்பட்டன. அவை PAL, PLA, PROM. இது சர்க்யூட் வடிவமைத்த பொறியாளர்களுக்கு வரப்பிரசாதமாக அமைந்தது. அதன் காரணமாகப் பயன்பாடு அதிகரித்து விலை குறைந்தது. உற்பத்தியும் அதிகரித்தது. இப்போது FUSE-ற்கு பதிலாக ஒரு எலக்ட்ரானிக் சுவிட்சை பயன்படுத்தினார்கள்.

இதன் காரணமாகத் தேவைப்படும் போது சுவிட்சை ஆன் செய்து கொள்ளலாம் அல்லது ஆஃப் செய்து விடலாம். ஆகவே ஒரே ஒரு ஐசி-ஐ பலமுறை பயன்படுத்தலாம்.

இந்த நேரத்தில் பொறியாளர்கள் ஐசி-க்குள் பல PLD-களை வைத்து புதிய ஐசி-ஐ வடிவமைத்தார்கள். இதற்கு CPLD (Complex PLD) என்று பெயர்.

மீண்டும் அதிக பயன்பாட்டின் காரணமாக பொறியாளர்கள் FPGA (Field Programmable Logic Array) என்ற மின்னணு பொருளை வடிவமைத்தார்கள். இதனுள்ளே ஆயிரக்கணக்கான (தற்போது லட்சக்கணக்கான) PLD மாதிரியான சர்க்யூட்களை உள்ளே வைத்தனர்.