FPGA vs. ASIC: Definície a rozdiely

FPGA a ASIC sú dva hlavne typy najdôležitejších čipových technológií, ktoré sa používajú v integrovaných obvodoch. Používajú sa však na rôzne účely, pretože majú v mnohých aspektoch odlišné vlastnosti. Ak vám nie sú jasné rozdiely medzi nimi alebo ich použijete na nesprávnom mieste, môžete utrpieť straty.

Na tejto stránke si predstavíme, čo je FPGA a ASIC a aké sú medzi nimi rozdiely vo vlastnostiach a aplikáciách, pomocou tohto podielu môžete zistiť problém a naučiť sa, ako si vybrať ten lepší pre vaše podnikanie. Pokračujme v čítaní!

Zdieľanie je starostlivosť!

obsah

● Čo je to ASIC?

● Čo je to FPGA?

● Aké sú rozdiely medzi FPGA a ASIC?

● FAQ

● záver

Čo je to ASIC?

ASIC je skratka pre Application-Specific Integrated Circuit. Ďalej, ako už názov napovedá, ide o čip, ktorý slúži účelu, na ktorý bol navrhnutý, a neumožňuje preprogramovanie alebo úpravu. Čo zase znamená, že po dokončení programovania nemôže vykonávať inú funkciu alebo spúšťať inú aplikáciu.

Vzhľadom k tomu, Dizajn ASIC je pre konkrétnu funkciu, to určuje, ako čip prijíma svoje programovanie. Samotný proces programovania pozostáva z trvalého vtiahnutia výsledného obvodu do kremíka.

Pokiaľ ide o aplikácie, čipová technológia ASIC sa používa v elektronických zariadeniach, ako sú notebooky, smartfóny a televízory, aby ste mali predstavu o rozsahu ich použitia.

Čo je to FPGA?

Field Programmable Gate Array alebo FPGA je priamou konkurenciou s čipovou technológiou ASIC. FPGA je tiež v podstate čip, ktorý možno naprogramovať a preprogramovať tak, aby vykonával množstvo funkcií v akomkoľvek jedinom časovom bode.

Okrem toho sa jeden čip skladá z tisícok jednotiek nazývaných logické bloky, ktoré sú prepojené programovateľnými prepojeniami. The obvod FPGA je vyrobený spojením niekoľkých konfigurovateľných blokov a má pevnú vnútornú štruktúru. Stručne povedané, FPGA je v podstate programovateľná verzia ASIC.

Celkovo FPGA poskytuje všeobecnú funkčnosť, ktorá umožňuje programovanie podľa vašich špecifikácií. Avšak, ako väčšina vecí v živote, aj tu sú vedľajšie účinky všestrannosti FPGA. V tomto prípade ide o zvýšené náklady, zvýšené vnútorné oneskorenie a obmedzenú analógovú funkčnosť.

Úvod do FPGA

Aké sú rozdiely medzi FPGA a ASIC?

V nasledujúcich niekoľkých odsekoch poskytnem porovnanie oboch FPGA a ASIC z hľadiska aplikácie, komerčnej životaschopnosti a technologických aspektov. Konkrétne sú to NRE, návrhový tok, výkon a účinnosť, náklady, spotreba energie, veľkosť, čas uvedenia na trh, konfigurácia, prekážky vstupu, jednotkové náklady, prevádzková frekvencia, analógové návrhy, aplikácie. Majte na pamäti, že obe technológie vynikajú v rôznych aplikáciách a kritériách a zvyčajne sa zvrhnú na to, čo vyhovuje vašim individuálnym potrebám s ohľadom na výber.

NRE

NRE je skratka pre Non-Recurring Engineering costs. Ako si viete predstaviť, pri slovách opakujúce sa a náklady v tej istej vete každého podniku znepokojuje, keď počujú tieto dve slová. Dá sa teda s istotou povedať, že ide o zásadný faktor pri rozhodovaní. Navyše v prípade ASIC je to mimoriadne vysoké, zatiaľ čo v prípade FPGA takmer neexistuje.

Vo veľkej schéme sa však celkové náklady znižujú a znižujú, čím významnejšie je množstvo, ktoré požadujete z hľadiska ASIC. Navyše, FPGA vás môže celkovo stáť viac, pretože jeho jednotlivé náklady sú vyššie na jednotku ako ASIC.

Dizajnový tok

Každý inžinier a dizajnér PCB preferuje bezproblémovejší a jednoduchší proces návrhu. Len preto, že to, čo robíte, je zložité, neznamená, že chcete, aby bol samotný proces komplikovaný. Preto, pokiaľ ide o jednoduchosť toku dizajnu, FPGA je menej komplikované ako ASIC.

Je to spôsobené tým Flexibilita, všestrannosť FPGA, kratší čas uvedenia na trh a skutočnosť, že je preprogramovateľný. Zatiaľ čo s ASIC je viac zapojený, pokiaľ ide o tok návrhu, pretože nie je preprogramovateľný a vyžaduje nákladné špecializované nástroje EDA pre proces návrhu.

Výkon a účinnosť

Čo sa týka výkonu, ASIC o malý kúsok prekonáva FPGA, predovšetkým kvôli nižšej spotrebe energie a rôznym možným funkciám, ktoré môžete navrstviť na jeden čip. FPGA má tiež pevnejšiu vnútornú štruktúru, zatiaľ čo s ASIC ho môžete navrhnúť tak, aby vynikal v spotrebe energie alebo rýchlosti.

Štát

Aj pri zvýšených nákladoch na NRE sa predpokladá, že ASIC sú nákladovo efektívnejšie, a to všetko v porovnaní s FPGA, ktoré sú ziskové len vtedy, keď sú vyvinuté v menších množstvách.

Spotreba energie

Ako som už spomenul, ASIC vyžadujú menej energie, a preto poskytujú lepšiu možnosť ako vyššia spotreba energie FPGA. Najmä pri elektronických zariadeniach, ktoré sú napájané z batérie.

Veľkosť

Čo sa týka veľkosti, je to vec fyziky. S ASIC, jeho dizajn je pre jednu funkciu; preto pozostáva z presného počtu brán potrebných pre požadovanú aplikáciu. Avšak s multifunkčnosťou FPGA bude jedna jednotka výrazne väčšia, pretože má vnútornú štruktúru a špecifickú veľkosť, ktorú nemôžete zmeniť.

Doba uvedenia na trh

Takže, ako už bolo spomenuté, FPGA poskytuje rýchlejší čas uvedenia na trh ako ASIC vďaka svojej jednoduchosti, pokiaľ ide o tok návrhu. ASIC navyše vyžaduje aj rozloženia, procesy back-end a pokročilé overovanie, ktoré sú časovo náročné.

konfigurácia

 

Celkovo najzjavnejší rozdiel medzi FPGA a ASIC je programovateľnosť. Logickým záverom preto je, že FPGA ponúka viac možností z hľadiska flexibility. FPGA je nielen flexibilné, ale poskytuje aj funkciu „hot-swap“, ktorá umožňuje úpravy aj počas používania.

Bariéry vstupu

 

Prekážky vstupu sa v podstate týkajú ťažkostí pri získavaní týchto technológií a počiatočných nákladov, ktoré sú s tým spojené. Vo vzťahu k ASIC je to mimoriadne vysoké kvôli NRE a zložitosti dizajnu, ako aj prevádzky. Správy naznačujú, že vývoj ASIC sa môže pohybovať v miliónoch, zatiaľ čo s FPGA môžete začať s vývojom s menej ako niekoľkými tisíckami (< 5000 XNUMX $).

Jednotkové náklady

 

Aj keď má ASIC vyšší NRE, jeho jednotkové náklady sú nižšie ako náklady na FPGA, vďaka čomu sú ideálne pre dizajnové projekty hromadnej výroby.

Frekvencia prevádzky

 

Z hľadiska konštrukčných špecifikácií má FPGA obmedzené prevádzkové frekvencie. Toto je jeden z vedľajších účinkov jeho flexibility (preprogramovateľnosť). Avšak s ASIC cielenejším prístupom k funkčnosti môže pracovať na vyšších frekvenciách.

Analógové vzory

Ak sú vaše návrhy analógové, nebudete môcť použiť FPGA. V prípade ASIC však môžete použiť analógový hardvér, ako sú RF bloky (Bluetooth a WiFi), analógovo-digitálne prevodníky a ďalšie na uľahčenie vašich analógových návrhov.

 

Aplikácie

 

Predovšetkým je fakt, že flexibilita je silnou stránkou FPGA, vďaka čomu je ideálny pre zariadenia a aplikácie, ktoré si vyžadujú časté úpravy, ako je napríklad návrh DC / DC regulátor používaný na ochranu proti prepätiu. ASIC je však najvhodnejší pre trvalejšie aplikácie, ktoré nevyžadujú úpravu. Celkovo, ak navrhujete projekt typu hromadnej výroby, ASIC je cenovo najefektívnejšia cesta za predpokladu, že vaše zariadenia nevyžadujú konfiguráciu alebo prestavbu.

často kladené otázky

1. Otázka: Sú FPGA mŕtve?

A: FPGA rozhodne nie je slepá ulička. Kvôli ich rekonfigurovateľnosti, pokiaľ je ASIC vecou, ​​nikdy sa nestanú zastarané.

2. Otázka: Je ťažké programovať na FPGA?

Odpoveď: Predajcovia FPGA sa chvália, že ich produkty sú ideálnymi alternatívami k DSP, CPU a GPU – aj keď sú všetky v jednom zariadení – ale je dobre známe, že pre softvérových inžinierov je ťažké ich programovať, pretože sa líšia od tradičných procesorov.

3. Otázka: Čo je FPGA a prečo sa tak nazýva?

Odpoveď: Takzvané programovateľné hradlové pole (FPGA) je spôsobené tým, že ich štruktúra je veľmi podobná zastaranej forme „bránového poľa“ aplikačného špecifického integrovaného obvodu (ASIC).

4. Otázka: Čo dokáže FPGA?

Odpoveď: FPGA je obzvlášť užitočné pri prototypovaní integrovaného obvodu (ASIC) alebo procesora. FPGA je možné preprogramovať, kým sa nedokončí návrh ASIC alebo procesora a nevyskytnú sa žiadne chyby a nezačne sa skutočná výroba finálneho ASIC. Intel používa FPGA na prototypovanie nového čipu.

záver

● Ako regulátor LTM4641 μModule účinne zabraňuje prepätiu?

● Ako zmerať prechodnú odozvu spínacieho regulátora?

● Ako obvody páčidla pre prepätie tyristora SCR chránia napájacie zdroje pred prepätím?

● Dokonalý sprievodca Zenerovými diódami v roku 2021

Zanechajte správu 

zoznam správ