FPGA vs. ASIC: Definitioner og forskelle

FPGA og ASIC er de to hovedsageligt typer af de vigtigste chipteknologier, der bruges i integrerede kredsløb. Men de bruges til forskellige formål, fordi de har forskellige egenskaber i mange aspekter. Hvis du ikke er klar over forskellene mellem dem eller bruger dem det forkerte sted, kan du lide tab.

På denne side vil vi introducere, hvad der er FPGA og ASIC, og forskellene i karakteristika og applikationer mellem dem, du kan finde ud af problemet og lære, hvordan du vælger den bedre for din virksomhed gennem denne andel. Lad os fortsætte med at læse!

Deling er omsorgsfuld!

Indhold

● Hvad er ASIC?

● Hvad er FPGA?

● Hvad er forskellene mellem FPGA og ASIC?

● FAQ

● Konklusion

Hvad er ASIC?

ASIC står for Application-Specific Integrated Circuit. Desuden er det, som navnet antyder, en chip, der tjener det formål, som den er designet til, og som ikke tillader omprogrammering eller modifikation. Hvilket igen betyder, at den ikke kan udføre en anden funktion eller udføre en anden applikation, når først programmeringen er færdig.

Eftersom ASICs design er til en bestemt funktion, bestemmer dette hvordan chippen modtager sin programmering. Selve programmeringsprocessen består i at trække det resulterende kredsløb permanent ind i siliciumet.

Med hensyn til applikationer er ASIC-chipteknologi i brug i elektroniske enheder såsom bærbare computere, smartphones og tv'er for at give dig en idé om omfanget af deres brug.

Hvad er FPGA?

Field Programmable Gate Array eller FPGA er i direkte konkurrence med ASIC-chipteknologi. FPGA er også i det væsentlige en chip, der kan programmeres og omprogrammeres til at udføre adskillige funktioner på ethvert enkelt tidspunkt.

Desuden består en enkelt chip af tusindvis af enheder kaldet logiske blokke, der er forbundet med programmerbare sammenkoblinger. Det FPGA's kredsløb er lavet ved at forbinde flere konfigurerbare blokke, og den har en stiv intern struktur. Sammenfattende er en FPGA i det væsentlige en programmerbar version af en ASIC.

Samlet set giver FPGA generel funktionalitet, der tillader programmering efter dine specifikationer. Men som de fleste ting i livet, er der bivirkninger af FPGA's alsidighed. I dette tilfælde er det en øget omkostning, øget intern forsinkelse og begrænset analog funktionalitet.

Introduktion til FPGA

Hvad er forskellene mellem FPGA og ASIC?

I løbet af de næste flere afsnit vil jeg give en side-om-side sammenligning af både FPGA og ASIC med hensyn til anvendelse, kommerciel levedygtighed og teknologiske aspekter. Specifikt er de NRE, designflow, ydeevne og effektivitet, omkostninger, strømforbrug, størrelse, time to market, konfiguration, adgangsbarrierer, pr. enhedspris, driftsfrekvens, analoge designs, applikationer. Husk, at begge teknologier udmærker sig i forskellige applikationer og kriterier, og det drejer sig normalt om, hvad der passer til dine individuelle behov med hensyn til valg.

NRE

NRE står for Non-Recurring Engineering Costs. Som du kan forestille dig, med ordene tilbagevendende og omkostninger, i samme sætning, er enhver virksomhed bekymret, når de hører disse to ord. Så det er sikkert at sige, at dette er en væsentlig afgørende faktor. I tilfælde af ASIC er dette desuden usædvanligt højt, mens det med FPGA er næsten ikke-eksisterende.

Men i den store ordning bliver de samlede omkostninger lavere og lavere, jo større mængden du har brug for i forhold til ASIC. Desuden kan FPGA koste dig mere samlet set, da dens individuelle omkostninger er højere pr. enhed end ASIC.

Designflow

Hver ingeniør og printdesigner foretrækker en mere problemfri og forenklet designproces. Bare fordi det, du gør, er komplekst, betyder det ikke, at du ønsker, at selve processen skal være kompliceret. Derfor er FPGA med hensyn til enkelheden i designflow uden tvivl mindre kompliceret end ASIC.

Dette skyldes FPGA's fleksibilitet, alsidighed, kortere time to market, og det faktum, at det er omprogrammerbart. Mens det med ASIC er mere involveret med hensyn til designflow, fordi det ikke kan omprogrammeres, og det kræver dyre dedikerede EDA-værktøjer til designprocessen.

Ydeevne og effektivitet

Med hensyn til ydeevne udkonkurrerer ASIC FPGA med en lille margin, primært på grund af lavere strømforbrug og de forskellige mulige funktionaliteter, som du kan placere på en enkelt chip. FPGA har også en mere stiv intern struktur, mens du med en ASIC kan designe den til at udmærke sig i strømforbrug eller hastighed.

Koste

Selv med de øgede NRE-omkostninger menes ASIC at være mere omkostningseffektive, alt taget i betragtning sammenlignet med FPGA, som kun er rentable, når de udvikles i mindre mængder.

Strømforbrug

Som jeg nævnte tidligere, kræver ASIC'er mindre strøm og giver dermed en bedre mulighed end højere strømforbrug FPGA. Især med elektroniske enheder, der er batteridrevne.

Størrelse

Størrelsesmæssigt er det et spørgsmål om fysik. Med en ASIC er dens design til én funktionalitet; derfor består den af ​​præcis det antal porte, der kræves til den ønskede anvendelse. Men med FPGA's multifunktionalitet vil en enkelt enhed være væsentligt større på grund af dens interne struktur og en specifik størrelse, som du ikke kan ændre.

Tid til marked

Så, som tidligere nævnt, giver FPGA en hurtigere time to market end ASIC på grund af dens enkelhed med hensyn til designflowet. Desuden kræver ASIC også layouts, backend-processer og avanceret verifikation, som alt sammen er tidskrævende.

Konfiguration

 

Samlet set er den mest tydelige forskel mellem FPGA og ASIC programmerbarhed. Derfor er den logiske konklusion her, at FPGA tilbyder flere muligheder med hensyn til fleksibilitet. FPGA er ikke kun fleksibel, men de giver også "hot-swappable" funktionalitet, der tillader modifikation, selv under brug.

Hindringer for indrejse

 

Adgangsbarrierer refererer i bund og grund til vanskeligheden ved at erhverve disse teknologier og de forudgående omkostninger forbundet med det. Med henvisning til ASIC er dette usædvanligt højt på grund af NRE og kompleksiteten af ​​design såvel som drift. Rapporter indikerer, at ASIC-udvikling kan spænde op i millioner, mens du med FPGA kan begynde udviklingen med mindre end et par tusinde (<$5000).

Pris pr. enhed

 

Selvom ASIC har en højere NRE, er prisen pr. enhed mindre end FPGA, hvilket gør dem ideelle til masseproduktionsdesignprojekter.

Betjening Frekvens

 

Med hensyn til designspecifikationer har FPGA begrænsede driftsfrekvenser. Dette er en af ​​de bivirkninger af dens fleksibilitet (omprogrammerbar). Men med ASIC mere fokuseret tilgang til funktionalitet, kan den fungere ved højere frekvenser.

Analoge designs

Hvis dine designs er analoge, vil du ikke kunne bruge FPGA. I tilfælde af ASIC kan du dog bruge analog hardware som RF-blokke (Bluetooth og WiFi), analog til digital konvertere og mere for at lette dine analoge designs.

 

Ansøgninger

 

Først og fremmest er det en kendsgerning, at fleksibilitet er FPGAs stærke side, hvilket gør den ideel til enheder og applikationer, der kræver hyppige ændringer, som at designe DC / DC regulator bruges til overspændingsbeskyttelse. ASIC er dog bedst egnet til mere permanente applikationer, der ikke kræver modifikation. Generelt, hvis du designer et masseproduktionsprojekt, er ASIC den mere omkostningseffektive vej at gå, forudsat at dine enheder ikke kræver konfiguration eller omkonfigurering.

Ofte stillede spørgsmål

1. Q: Er FPGA døde?

A: FPGA er bestemt ikke en blindgyde. På grund af deres rekonfigurerbarhed, så længe ASIC er en ting, vil de aldrig blive forældede.

2. Sp: Er det svært at programmere på FPGA?

A: FPGA-leverandører praler af, at deres produkter er ideelle alternativer til DSP, CPU og GPU - selvom de alle er i én enhed - men det er velkendt, at de er svære for softwareingeniører at programmere, fordi de er anderledes end traditionelle processorer.

3. Sp: Hvad er FPGA, og hvorfor hedder det så?

A: Det såkaldte field programmeable gate array (FPGA) skyldes, at deres struktur minder meget om den forældede "gate array" form for applikationsspecifikt integreret kredsløb (ASIC).

4. Sp: Hvad kan FPGA gøre?

A: FPGA er især nyttig til applikationsspecifik integreret kredsløb (ASIC) eller processorprototyping. FPGA'en kan omprogrammeres, indtil ASIC- eller processordesignet er færdigt, og der ikke er nogen fejl, og den faktiske fremstilling af den endelige ASIC begynder. Intel bruger FPGA til at prototype den nye chip.

Konklusion

● Hvordan LTM4641 μModule Regulator effektivt forhindrer overspænding?

● Hvordan måler man forbigående respons af en skifteregulator?

● Hvordan SCR tyristor overspænding kobenskredsløb beskytter strømforsyninger mod overspænding?

● En ultimativ guide til Zener-dioder i 2021

Læg en besked 

Message List