LSI設計

LSI設計とは

LSI設計とは「Large Scale Integration」つまり「大規模集積回路」の頭文字を取った「LSI」の設計を指します。

集積回路とは一般的に、シリコンの基板の上にトランジスタや抵抗、コンデンサ、ダイオードなどの回路素子を装着し、一つにまとめた電子回路のことをいいます。その集積回路の中でも、一つのチップに集積される素子の数が1,000個~10万個と多いものがLSIです。

素子が非常に多いことから、複雑な機能を実現することができるのが特徴です。

LSI設計のポイント

通常のLSIは、もしも設計ミスなどがあっても簡単には修正できません。一から作り直しとなり、費用と時間がかかります。そのため、設計した回路が正しいこと、つまり目標通りの機能や性能を満足しているか検証することが非常に重要になります。
一方、FPGA(Field Programmable Gate Array)と言う製造後でも回路構成を変更できるLSIもあります。大規模なLSIを開発する際に目標の機能を実現できるか事前にハードウェアで検証することに活用し、場合によってはそのまま製品化されることもあります。

ディー・クルー・テクノロジーズのLSI設計の特長

ディー・クルー・テクノロジーズのLSI設計の事例として、超音波診断装置用LSIの「ワイヤレス超音波プローブ用LSI」や「最先端超音波診断装置用LSI」、ARグラスに用いる液晶ドライバーの「AR向け透過型液晶(LCOS)制御ASIC」などがあります。

何れのLSIもASIC(Application Specific Integrated Circuit)と呼ばれるLSIで、用途が特定されたLSIになります。つまり、そのLSIがなければ装置やシステムが成り立たないキーデバイスになります。

LSI設計による課題解決例

●事例1 「ワイヤレス超音波プローブ用 LSI」

課題

健康診断などで使われ“エコー”と呼ばれる超音波診断装置は、手で持つプローブと診断装置本体は太いケーブルで接続されています。このケーブルが邪魔なので無線化したいと言うニーズがあり、開発したLSIになります。
無線化を実現するためにはバッテリーで動作する必要があり、低消費電力化はもちろん、プローブを手で持ちやすい大きさにするための小型化がLSI開発の課題となります。

解決策

保有しているアナログ設計技術とデジタル設計技術との融合により、従来技術では不可能と言われていた低消費電力化を実現しました。また、デジタル回路とアナログ回路の間のクロストークを抑える細心のレイアウト設計とカスタムWCSP(Wafer level Chip Scale Package)の開発により、目標サイズを実現しています。
本LSIは医療用途だけではなく、非破壊検査など超音波技術を活用する装置に広くお使いいただけます。

●事例2 「AR向け透過型液晶(LCOS)制御ASIC」

課題

お客様は新規開発の透過型液晶(LCOS)を搭載したARグラスの開発を計画していました。
そのARグラスを実現するためには、必要な画像処理機能を搭載したLCOSを駆動するLSIが必須であり、開発依頼を頂きました。単に必要な機能を搭載するだけではなく、ARグラスに搭載可能な形状で実現することが課題でした。

解決策

目標のサイズや形状を実現するためには、デジタル回路の高度な配置配線(レイアウト設計)技術が必要になります。この技術を基に必要な画像処理機能(ガンマ補正、クロッピング、上下左右反転、拡大縮小など)を全て搭載し、目標サイズと寸法を実現しました。

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