FPGA vs. ASIC: definiții și diferențe

FPGA și ASIC sunt în principal cele două tipuri de tehnologii de cip cele mai importante utilizate în circuitele integrate. Dar sunt folosite în scopuri diferite, deoarece au caracteristici diferite în multe aspecte. Dacă nu sunteți clar diferențele dintre ele sau le folosiți în locul greșit, puteți suferi pierderi.

Pe această pagină, vă vom prezenta ce este FPGA și ASIC, precum și diferențele de caracteristici și aplicații dintre ele, puteți afla problema și puteți afla cum să alegeți pe cel mai bun pentru afacerea dvs. prin acest share. Să citim în continuare!

Împărtășirea este grijulie!

Conţinut

● Ce este ASIC?

● Ce este FPGA?

● Care sunt diferențele dintre FPGA și ASIC?

● FAQ

● Concluzie

Ce este ASIC?

ASIC înseamnă Circuit integrat specific aplicației. În plus, după cum sugerează și numele, este un cip care servește scopului pentru care a fost proiectat și nu permite reprogramarea sau modificarea. Ceea ce, la rândul său, înseamnă că nu poate îndeplini o altă funcție sau executa o altă aplicație odată ce programarea este finalizată.

Deoarece Designul ASIC este pentru o anumită funcție, aceasta determină modul în care cipul își primește programarea. Procesul de programare în sine constă în tragerea permanentă a circuitului rezultat în siliciu.

În ceea ce privește aplicațiile, tehnologia cipului ASIC este utilizată în dispozitive electronice, cum ar fi laptop-uri, smartphone-uri și televizoare, pentru a vă oferi o idee despre domeniul de aplicare al acestora.

Ce este FPGA?

Field Programmable Gate Array sau FPGA este în concurență directă cu tehnologia chipului ASIC. De asemenea, FPGA este, în esență, un cip care poate fi programat și reprogramat pentru a îndeplini numeroase funcții în orice moment.

În plus, un singur cip este format din mii de unități numite blocuri logice, care sunt legate prin interconexiuni programabile. The Circuitul FPGA se realizeaza prin conectarea mai multor blocuri configurabile si are o structura interna rigida. În rezumat, un FPGA este în esență o versiune programabilă a unui ASIC.

În general, FPGA oferă o funcționalitate generală care permite programarea conform specificațiilor dumneavoastră. Cu toate acestea, la fel ca majoritatea lucrurilor din viață, există efecte secundare ale versatilității FPGA. În acest caz, este un cost crescut, o întârziere internă crescută și o funcționalitate analogică limitată.

Introducere în FPGA

Care sunt diferențele dintre FPGA și ASIC?

În următoarele câteva paragrafe, voi oferi o comparație paralelă atât a FPGA, cât și a ASIC în ceea ce privește aplicația, viabilitatea comercială și aspectele tehnologice. Mai exact, acestea sunt NRE, flux de proiectare, performanță și eficiență, cost, consum de energie, dimensiune, time to market, configurație, bariere la intrare, cost pe unitate, frecvență de operare, design analogic, aplicații. Rețineți că ambele tehnologii excelează în diverse aplicații și criterii și, de obicei, se potrivește nevoilor dumneavoastră individuale în ceea ce privește alegerea.

NRE

NRE înseamnă costuri non-recurente de inginerie. După cum vă puteți imagina, cu cuvintele recurente și cu costuri, în aceeași propoziție, fiecare companie este îngrijorată când aude acele două cuvinte. Deci, este sigur să spunem că acesta este un factor decisiv esențial. Mai mult, în cazul ASIC, acesta este excepțional de mare, în timp ce, cu FPGA, este aproape inexistent.

Cu toate acestea, în marea schemă, costul total devine mai mic și mai mic cu cât este mai semnificativă cantitatea de care aveți nevoie în ceea ce privește ASIC. În plus, FPGA vă poate costa mai mult în general, deoarece costurile sale individuale sunt mai mari pe unitate decât ASIC.

Flux de proiectare

Fiecare inginer și proiectant de PCB preferă un proces de proiectare mai simplist și fără probleme. Doar pentru că ceea ce faci este complex, nu înseamnă că vrei ca procesul în sine să fie complicat. Prin urmare, în ceea ce privește simplitatea fluxului de proiectare, FPGA este mult mai puțin complicat decât ASIC.

Acest lucru se datorează Flexibilitatea, versatilitatea FPGA, timp mai scurt de comercializare și faptul că este reprogramabil. În timp ce, cu ASIC, este mai implicat în ceea ce privește fluxul de proiectare, deoarece nu este reprogramabil și necesită instrumente EDA dedicate costisitoare pentru procesul de proiectare.

Performanță și eficiență

În ceea ce privește performanța, ASIC depășește FPGA cu o marjă mică, în primul rând datorită consumului de energie mai mic și diferitelor funcționalități posibile pe care le puteți suprapune pe un singur cip. De asemenea, FPGA are o structură internă mai rigidă, în timp ce, cu un ASIC, îl puteți proiecta pentru a excela în consum de energie sau viteză.

A costat

Chiar și cu costul NRE crescut, ASIC-ul este considerat a fi mai rentabil, toate lucrurile luate în considerare în comparație cu FPGA, care sunt profitabile doar atunci când sunt dezvoltate în cantități mai mici.

consum de energie

După cum am menționat anterior, ASIC-urile necesită mai puțină putere și, prin urmare, oferă o opțiune mai bună decât FPGA cu un consum mai mare de energie. Mai ales cu dispozitivele electronice care funcționează cu baterie.

Mărimea

În ceea ce privește dimensiunea, este o chestiune de fizică. Cu un ASIC, designul său este pentru o singură funcționalitate; prin urmare, constă exact în numărul de porți necesare pentru aplicația dorită. Cu toate acestea, cu multifuncționalitatea FPGA, o singură unitate va fi semnificativ mai mare, datorită structurii sale interne și a unei dimensiuni specifice pe care nu o puteți modifica.

Timpul pentru cumparaturi

Așadar, așa cum am menționat mai devreme, FPGA oferă un timp de comercializare mai rapid decât ASIC datorită simplității sale în ceea ce privește fluxul de proiectare. Mai mult, ASIC necesită, de asemenea, machete, procese back-end și verificare avansată, toate acestea consumatoare de timp.

Configuraţie

 

În general, cea mai aparentă diferență între FPGA și ASIC este programabilitatea. Prin urmare, concluzia logică aici este că FPGA oferă mai multe opțiuni în ceea ce privește flexibilitatea. FPGA nu este doar flexibil, dar oferă și funcționalitate „interschimbabil la cald”, care permite modificarea chiar și în timpul utilizării.

Bariere la intrare

 

Barierele la intrare, în esență, se referă la dificultatea de a achiziționa aceste tehnologii și la costul inițial asociat cu acestea. În ceea ce privește ASIC, acest lucru este excepțional de ridicat datorită NRE și complexității designului, precum și a funcționării. Rapoartele indică faptul că dezvoltarea ASIC poate ajunge la milioane, în timp ce cu FPGA, puteți începe dezvoltarea cu mai puțin de câțiva mii (<5000 USD).

Cost pe unitate

 

Deși ASIC are un NRE mai mare, costul pe unitate este mai mic decât cel al FPGA, ceea ce le face ideale pentru proiecte de proiectare de producție în masă.

Frecvența de operare

 

În ceea ce privește specificațiile de proiectare, FPGA are frecvențe de operare limitate. Acesta este unul dintre acele efecte secundare ale flexibilității sale (reprogramabil). Cu toate acestea, cu abordarea ASIC mai concentrată asupra funcționalității, acesta poate funcționa la frecvențe mai mari.

Proiecte analogice

Dacă modelele dvs. sunt analogice, nu veți putea folosi FPGA. Cu toate acestea, în cazul ASIC, puteți utiliza hardware analog, cum ar fi blocuri RF (Bluetooth și WiFi), convertoare analog-digitale și multe altele pentru a vă facilita design-urile analogice.

 

Aplicații

 

În primul rând, este un fapt că flexibilitatea este punctul forte al FPGA, ceea ce îl face ideal pentru dispozitive și aplicații care necesită modificări frecvente, cum ar fi proiectarea Regulator DC / DC utilizat pentru protecția la supratensiune. Cu toate acestea, ASIC este cel mai potrivit pentru aplicații mai permanente care nu necesită modificare. În general, dacă proiectați un proiect de tip producție în masă, ASIC este calea mai rentabilă, cu condiția ca dispozitivele dvs. să nu necesite configurare sau reconfigurare.

Întrebări Frecvente

1. Î: Sunt FPGA mort?

R: FPGA cu siguranță nu este o fundătură. Datorită reconfigurabilității lor, atâta timp cât ASIC este un lucru, nu vor deveni niciodată învechite.

2. Î: Este greu de programat pe FPGA?

R: Furnizorii de FPGA se laudă că produsele lor sunt alternative ideale la DSP, CPU și GPU – chiar dacă sunt toate într-un singur dispozitiv – dar este bine cunoscut faptul că sunt dificil de programat de către inginerii de software deoarece sunt diferite de procesoarele tradiționale.

3. Î: Ce este FPGA și de ce se numește așa?

R: Așa-numita matrice de poartă programabilă în câmp (FPGA) se datorează faptului că structura lor este foarte asemănătoare cu forma învechită de „matrice de poartă” a circuitului integrat specific pentru aplicație (ASIC).

4. Î: Ce poate face FPGA?

R: FPGA este deosebit de util pentru circuitul integrat specific (ASIC) sau prototiparea procesorului. FPGA poate fi reprogramat până când proiectarea ASIC-ului sau procesorului este finalizată și nu există erori și începe fabricarea propriu-zisă a ASIC-ului final. Intel folosește FPGA pentru a prototipa noul cip.

Concluzie

● Cum previne eficient supratensiunea regulatorul LTM4641 μModule?

● Cum se măsoară răspunsul tranzitoriu al unui regulator de comutare?

● Cum protejează sursele de alimentare de supratensiune circuitele de supratensiune tiristoare SCR?

● Un ghid suprem pentru diodele Zener în 2021

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje