FPGA vs ASIC: definicions i diferències

FPGA i ASIC són els dos tipus principalment de les tecnologies de xips més importants que s'utilitzen en circuits integrats. Però s'utilitzen amb finalitats diferents perquè tenen característiques diferents en molts aspectes. Si no teniu clares les diferències entre ells o les utilitzeu en un lloc equivocat, podeu patir pèrdues.

En aquesta pàgina, us presentarem què és FPGA i ASIC, i les diferències de característiques i aplicacions entre ells, podeu esbrinar el problema i aprendre a triar el millor per al vostre negoci a través d'aquesta compartició. Seguim llegint!

Compartir és preocupar-se!

Estoig

● Què és ASIC?

● Què és FPGA?

● Quines són les diferències entre FPGA i ASIC?

● FAQ

● Conclusió

Què és ASIC?

ASIC significa Circuit integrat específic d'aplicació. A més, com el seu nom indica, es tracta d'un xip que compleix la finalitat per a la qual ha estat dissenyat i no permet reprogramar-lo ni modificar-lo. El que, al seu torn, significa que no pot realitzar una altra funció ni executar una altra aplicació un cop finalitzada la programació.

Ja que el Disseny d'ASIC és per a una funció específica, això determina com el xip rep la seva programació. El propi procés de programació consisteix a dibuixar el circuit resultant de manera permanent al silici.

Pel que fa a les aplicacions, la tecnologia de xip ASIC s'utilitza en dispositius electrònics com ara ordinadors portàtils, telèfons intel·ligents i televisors, per donar-vos una idea de l'abast del seu ús.

Què és FPGA?

Field Programmable Gate Array o FPGA està en competència directa amb la tecnologia de xip ASIC. A més, FPGA és, en essència, un xip que es pot programar i reprogramar per realitzar nombroses funcions en qualsevol moment.

A més, un sol xip està format per milers d'unitats anomenades blocs lògics, que estan enllaçades amb interconnexions programables. El Circuit FPGA es fa connectant diversos blocs configurables, i té una estructura interna rígida. En resum, un FPGA és essencialment una versió programable d'un ASIC.

En general, l'FPGA ofereix una funcionalitat general que permet programar segons les vostres especificacions. Tanmateix, com la majoria de coses a la vida, hi ha efectes secundaris de la versatilitat de FPGA. En aquest cas, es tracta d'un augment del cost, un augment del retard intern i una funcionalitat analògica limitada.

Introducció a la FPGA

Quines són les diferències entre FPGA i ASIC?

Durant els propers paràgrafs, oferiré una comparació paral·lela de FPGA i ASIC en termes d'aplicació, viabilitat comercial i aspectes tecnològics. Concretament, són NRE, flux de disseny, rendiment i eficiència, cost, consum d'energia, mida, temps de comercialització, configuració, barreres d'entrada, cost per unitat, freqüència operativa, dissenys analògics, aplicacions. Tingueu en compte que ambdues tecnologies excel·lent en diferents aplicacions i criteris, i normalment depèn de quina s'adapta a les vostres necessitats individuals en referència a l'elecció.

NRE

NRE significa costos d'enginyeria no recurrents. Com us podeu imaginar, amb les paraules recurrents i costos, en una mateixa frase, totes les empreses es preocupen quan escolten aquestes dues paraules. Per tant, és segur dir que aquest és un factor decisiu essencial. A més, en el cas de l'ASIC, això és excepcionalment alt, mentre que, amb FPGA, és gairebé inexistent.

Tanmateix, en el gran esquema, el cost total és més baix i més baix com més important sigui la quantitat que necessiteu en termes d'ASIC. A més, FPGA us pot costar més en general, ja que els seus costos individuals són més elevats per unitat que ASIC.

Flux de disseny

Tots els enginyers i dissenyadors de PCB prefereixen un procés de disseny més senzill i sense problemes. Que el que fas sigui complex no vol dir que vulguis que el procés en si sigui complicat. Per tant, pel que fa a la simplicitat del flux de disseny, FPGA és molt menys complicat que ASIC.

Això es deu a la Flexibilitat, versatilitat de FPGA, menor temps de comercialització, i el fet que és reprogramable. Mentre que, amb ASIC, està més implicat en termes de flux de disseny perquè no és reprogramable i requereix eines EDA dedicades costoses per al procés de disseny.

Rendiment i eficiència

Pel que fa al rendiment, ASIC supera l'FPGA per un petit marge, principalment a causa del menor consum d'energia i de les diferents funcionalitats possibles que podeu posar en un sol xip. A més, FPGA té una estructura interna més rígida, mentre que, amb un ASIC, podeu dissenyar-lo per excel·lir en consum d'energia o velocitat.

Cost

Fins i tot amb l'augment del cost NRE, es creu que l'ASIC és més rendible, tot considerat en comparació amb FPGA, que només són rendibles quan es desenvolupen en petites quantitats.

Consum d'energia

Com he esmentat anteriorment, els ASIC requereixen menys potència i, per tant, proporcionen una millor opció que els FPGA de major consum d'energia. Especialment amb dispositius electrònics que funcionen amb piles.

mida

Pel que fa a la mida, és una qüestió de física. Amb un ASIC, el seu disseny és per a una funcionalitat; per tant, consisteix precisament en el nombre de portes necessàries per a l'aplicació desitjada. Tanmateix, amb la multifuncionalitat de l'FPGA, una única unitat serà significativament més gran, a causa de la seva estructura interna i una mida específica que no podeu canviar.

El temps de comercialització

Així, com s'ha esmentat anteriorment, FPGA ofereix un temps de comercialització més ràpid que l'ASIC a causa de la seva simplicitat pel que fa al flux de disseny. A més, ASIC també requereix dissenys, processos back-end i verificació avançada, que requereixen molt de temps.

Configuració

 

En general, la diferència més aparent entre FPGA i ASIC és la programabilitat. Per tant, la conclusió lògica aquí és que FPGA ofereix més opcions en termes de flexibilitat. FPGA no només és flexible, sinó que també ofereix una funcionalitat "intercanviable en calent" que permet la modificació fins i tot mentre s'utilitza.

Barreres d'entrada

 

Les barreres d'entrada, en essència, es refereixen a la dificultat d'adquirir aquestes tecnologies i el cost inicial associat. En referència a ASIC, això és excepcionalment alt a causa del NRE i la complexitat del disseny i el funcionament. Els informes indiquen que el desenvolupament d'ASIC pot arribar als milions, mentre que amb FPGA, podeu començar el desenvolupament amb menys d'uns quants milers (<5000 $).

Cost per unitat

 

Tot i que l'ASIC té un NRE més alt, el seu cost per unitat és inferior al de FPGA, cosa que els fa ideals per a projectes de disseny de producció massiva.

Freqüència de funcionament

 

Pel que fa a les especificacions de disseny, FPGA té freqüències de funcionament limitades. Aquest és un d'aquests efectes secundaris de la seva flexibilitat (reprogramable). Tanmateix, amb un enfocament més enfocat a la funcionalitat ASIC, pot funcionar a freqüències més altes.

Dissenys analògics

Si els vostres dissenys són analògics, no podreu utilitzar FPGA. Tanmateix, en el cas d'ASIC, podeu utilitzar maquinari analògic com blocs de RF (Bluetooth i WiFi), convertidors d'analògic a digital i més per facilitar els vostres dissenys analògics.

 

Aplicacions

 

En primer lloc, és un fet que la flexibilitat és el fort de l'FPGA, la qual cosa la fa ideal per a dispositius i aplicacions que requereixen modificacions freqüents, com ara dissenyar Regulador DC / DC utilitzat per a la protecció contra sobretensions. Tanmateix, ASIC és el més adequat per a aplicacions més permanents que no requereixen modificacions. En general, si esteu dissenyant un projecte de tipus de producció massiva, l'ASIC és la ruta més rendible, sempre que els vostres dispositius no requereixin configuració o reconfiguració.

Preguntes freqüents

1. P: L'FPGA està mort?

R: FPGA definitivament no és un carreró sense sortida. A causa de la seva reconfigurabilitat, mentre ASIC sigui una cosa, mai quedaran obsolets.

2. P: És difícil programar amb FPGA?

R: Els venedors de FPGA presumeixen que els seus productes són alternatives ideals a DSP, CPU i GPU, encara que estiguin tots en un mateix dispositiu, però és ben sabut que són difícils de programar per als enginyers de programari perquè són diferents dels processadors tradicionals.

3. P: Què és FPGA i per què s'anomena així?

R: L'anomenada matriu de porta programable de camp (FPGA) es deu al fet que la seva estructura és molt similar a la forma obsoleta de "matriu de porta" del circuit integrat específic d'aplicació (ASIC).

4. P: Què pot fer FPGA?

R: FPGA és especialment útil per a l'aplicació de circuits integrats específics (ASIC) o prototips de processadors. L'FPGA es pot reprogramar fins que s'hagi completat l'ASIC o el disseny del processador i no hi hagi errors, i s'iniciï la fabricació real de l'ASIC final. Intel utilitza FPGA per prototipar el nou xip.

Conclusió

● Com el regulador de mòduls LTM4641 μ prevé de manera eficient la sobretensió?

● Com mesurar la resposta transitòria d'un regulador de commutació?

● Com els circuits de barra de sobretensió de tiristor SCR protegeixen les fonts d'alimentació de la sobretensió?

● Una guia definitiva dels díodes Zener el 2021

Deixa un missatge 

Llista de missatges