Der Einsatz von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen als Signalverarbeitungskomponenten in der Mikrosystemtechnik

: Glöckler, R.; Hauer, H.

Abstract
Die Signalverarbeitung bildet zum einen das Bindeglied zwischen Sensoren und Aktoren eines Mikrosstems und zum anderen dient sie der Informationsübertragung zu einer übergeordneten Zentraleinheit. Bei der Verarbeitung der Sesorsignale kommen eine Vielzahl von Funktionen in Frage, wie Linearisierung, Filterung oder Kompensation von Störeinflüssen. Die Weiterverarbeitung der Signale erfolgt entweder auf konvent ionellem Weg mit Hilfe von Prozessoren oder auch mit neuronalen Netzen bzw. Fuzzy Logik. Für die Realisierung dieser Funktionen eignen sich ASICs, die es in recht unterschiedliche Varianten gibt, z.B. programmierbare Logikbausteine, Gate-Arrays, Standardzellen- und Vollkundenschaltungen. Je nach Anwendungsfall können diese ASIC-Typen in unterschiedlichen Technologien gefertigt werden (CMOS-, BiCMOS-, Bipolar- oder GaAs-Technologie). Ein Beispiel (Treiberbaustein für einen Thermodruckkopf in BiCMOS-Technologie) erläutert den ASIC-Einsatz in einem konkreten Mikrosystem: Auf einem Keramik-Substrat sind bis zu 640 einzelne Heizpunkte aufgebracht, die dazu dienen, das darüberlaufende Thermopapier punktgenau und in 64 Graustufen zu schwärzen. Dazu wurde ein ASIC realisiert, das maximal 64 Heizpunkte so ansteuern kann, daß die Temperatur für den Heizvorgang genau eingehalten wird. Es werden insgesamt drei zurückliegende historische Heizphasen bei der Punktheizung berücksichtigt, ebenso wird der Temperatureinfluß der beiden Nachbarelemente mit eingerechnet.