FPGA проти ASIC: визначення та відмінності

FPGA і ASIC - це два основних типи найважливіших технологій мікросхем, які використовуються в інтегральних схемах. Але вони використовуються для різних цілей, оскільки мають різні характеристики в багатьох аспектах. Якщо ви не зрозуміли відмінностей між ними або використовуєте їх не в тому місці, ви можете понести збитки.

На цій сторінці ми розповімо, що таке FPGA і ASIC, а також відмінності характеристик і додатків між ними, ви зможете з'ясувати проблему і дізнатися, як вибрати кращий для свого бізнесу через цю частку. Продовжуємо читати!

Спільний доступ - це турбота!

зміст

● Що таке ASIC?

● Що таке ПЛІС?

● Які відмінності між FPGA та ASIC?

● FAQ

● Висновок

Що таке ASIC?

ASIC означає Application-Specific Integrated Circuit. Крім того, як випливає з назви, це чіп, який служить меті, для якої він був розроблений, і не дозволяє перепрограмувати або модифікувати. Що, у свою чергу, означає, що він не може виконувати іншу функцію або виконувати іншу програму після завершення програмування.

З Конструкція ASIC призначений для певної функції, це визначає, як чіп отримує своє програмування. Сам процес програмування складається з постійного втягування результуючого ланцюга в кремній.

З точки зору застосування, технологія ASIC використовується в електронних пристроях, таких як ноутбуки, смартфони та телевізори, щоб дати вам уявлення про сферу їх використання.

Що таке ПЛІС?

Програмована вентильна матриця або FPGA прямо конкурує з технологією ASIC. Крім того, FPGA, по суті, є мікросхемою, яку можна запрограмувати та перепрограмувати для виконання численних функцій у будь-який момент часу.

Крім того, один чіп складається з тисяч одиниць, які називаються логічними блоками, які пов’язані між собою програмованими з’єднаннями. The Схема FPGA виготовляється шляхом з'єднання декількох конфігурованих блоків, і має жорстку внутрішню конструкцію. Таким чином, FPGA, по суті, є програмованою версією ASIC.

Загалом, FPGA надає загальну функціональність, яка дозволяє програмувати відповідно до ваших вимог. Однак, як і більшість речей у житті, універсальність FPGA має побічні ефекти. У цьому випадку це збільшена вартість, збільшена внутрішня затримка та обмежена аналогова функціональність.

Вступ до FPGA

Які відмінності між FPGA та ASIC?

У наступних кількох параграфах я наведу пліч-о-пліч порівняння як FPGA, так і ASIC з точки зору застосування, комерційної життєздатності та технологічних аспектів. Зокрема, це NRE, потік проектування, продуктивність та ефективність, вартість, енергоспоживання, розмір, час виходу на ринок, конфігурація, бар’єри для входу, вартість одиниці продукції, робоча частота, аналогові конструкції, застосування. Майте на увазі, що обидві технології чудово підходять для різних застосувань і критеріїв, і зазвичай вони переходять у те, що відповідає вашим індивідуальним потребам щодо вибору.

NRE

NRE означає одноразові інженерні витрати. Як ви можете собі уявити, коли в одному реченні слова повторюються і витрати, кожен бізнес стурбований, коли чує ці два слова. Отже, можна з упевненістю сказати, що це суттєвий вирішальний фактор. Більше того, у випадку ASIC це надзвичайно високо, тоді як у FPGA його майже немає.

Однак у загальній схемі загальна вартість стає нижчою і нижчою, чим більша кількість, яка вам потрібна, з точки зору ASIC. Крім того, FPGA може коштувати вам дорожче, оскільки її окремі витрати вищі за одиницю, ніж ASIC.

Потік дизайну

Кожен інженер і дизайнер друкованих плат віддає перевагу більш безпроблемному та спрощеному процесу проектування. Те, що ви робите складне, не означає, що ви хочете, щоб сам процес був складним. Таким чином, з точки зору простоти процесу проектування, FPGA є менш складним, ніж ASIC.

Це пов'язано з Гнучкість, універсальність FPGA, менший час виходу на ринок і той факт, що його можна перепрограмувати. Тоді як з ASIC він більше задіяний в плані процесу проектування, оскільки його не можна перепрограмувати, і для процесу проектування потрібні дорогі спеціальні інструменти EDA.

Продуктивність та ефективність

З точки зору продуктивності, ASIC перевершує FPGA з невеликим відривом, насамперед завдяки меншому споживанню енергії та різноманітним можливим функціональним можливостям, які ви можете накласти на один чіп. Крім того, FPGA має більш жорстку внутрішню структуру, тоді як за допомогою ASIC ви можете спроектувати її так, щоб вона перевершувала споживання енергії або швидкість.

Коштувати

Навіть зі збільшеною вартістю NRE, ASIC вважаються більш рентабельними, якщо врахувати все це в порівнянні з FPGA, які вигідні лише при розробці в менших кількостях.

Споживання енергії

Як я вже згадував раніше, ASIC вимагають менше енергії і, таким чином, є кращим варіантом, ніж ASIC вище енергоспоживання FPGA. Особливо це стосується електронних пристроїв, які працюють від батарейок.

Розмір

Що стосується розмірів, то це питання фізики. З ASIC його дизайн призначений для однієї функціональності; тому він складається саме з кількості воріт, необхідної для бажаного застосування. Однак завдяки багатофункціональності FPGA один блок буде значно більшим через його внутрішню структуру та специфічний розмір, який ви не можете змінити.

Час виходу на ринок

Отже, як згадувалося раніше, FPGA забезпечує швидший вихід на ринок, ніж ASIC, завдяки своїй простоті з точки зору процесу проектування. Більше того, ASIC також вимагає макетів, процесів внутрішньої частини та розширеної перевірки, що забирає багато часу.

конфігурація

 

Загалом, найбільш очевидною відмінністю між FPGA та ASIC є програмованість. Тому логічний висновок: FPGA пропонує більше можливостей з точки зору гнучкості. FPGA не тільки гнучкі, але вони також забезпечують функціональність «гарячої заміни», що дозволяє модифікувати навіть під час використання.

Бар'єри для входу

 

Бар’єри для входу, по суті, пов’язані з труднощами придбання цих технологій і пов’язаними з цим початковими витратами. Що стосується ASIC, це надзвичайно високо через NRE і складність дизайну, а також експлуатації. Звіти показують, що розробка ASIC може сягати мільйонів, тоді як з FPGA ви можете почати розробку з менш ніж кількома тисячами (<5000 доларів).

Вартість за одиницю

 

Хоча ASIC має більш високий NRE, його вартість за одиницю нижча, ніж у FPGA, що робить їх ідеальними для проектів масового виробництва.

Робоча частота

 

З точки зору конструктивних характеристик, FPGA має обмежені робочі частоти. Це один з тих побічних ефектів його гнучкості (перепрограмованого). Однак з більш цілеспрямованим підходом до функціональності ASIC він може працювати на більш високих частотах.

Аналогові конструкції

Якщо ваші конструкції є аналоговими, ви не зможете використовувати FPGA. Однак у випадку ASIC ви можете використовувати аналогове обладнання, як-от радіочастотні блоки (Bluetooth і WiFi), аналого-цифрові перетворювачі тощо, щоб полегшити ваші аналогові конструкції.

 

Застосування

 

Перш за все, це факт, що гнучкість є сильною стороною FPGA, що робить її ідеальною для пристроїв і додатків, які потребують частої модифікації, як-от проектування Регулятор постійного / постійного струму використовується для захисту від перенапруги. Проте ASIC найкраще підходить для більш постійних додатків, які не потребують модифікації. Загалом, якщо ви розробляєте проект масового виробництва, ASIC є більш економічно ефективним шляхом, якщо ваші пристрої не потребують налаштування або переналаштування.

ЧАСТІ ЗАПИТАННЯ

1. Питання: FPGA мертва?

A: FPGA, безумовно, не тупик. Через їх можливість переналаштування, поки ASIC є річчю, вони ніколи не застаріють.

2. З: Чи важко програмувати на FPGA?

Відповідь: Постачальники FPGA хваляться, що їхні продукти є ідеальною альтернативою DSP, CPU та GPU – навіть якщо всі вони знаходяться в одному пристрої – але добре відомо, що інженерам програмного забезпечення їх важко програмувати, оскільки вони відрізняються від традиційних процесорів.

3. Q: Що таке FPGA і чому вона так називається?

Відповідь: Так звана польова програмована вентильна матриця (FPGA) пояснюється тим, що їх структура дуже схожа на застарілу форму «масиву вентилів» спеціальної інтегральної схеми (ASIC).

4. З: Що може робити FPGA?

Відповідь: FPGA особливо корисна для створення прототипів інтегральних мікросхем (ASIC) або процесора. FPGA можна перепрограмувати до тих пір, поки розробка ASIC або процесора не буде завершена і не буде жодних помилок, і не почнеться фактичне виготовлення кінцевої ASIC. Intel використовує FPGA для прототипу нового чіпа.

Висновок

● Як мкмодульний регулятор LTM4641 ефективно запобігає перенапрузі?

● Як виміряти перехідну реакцію комутаційного регулятора?

● Як тиристорні ломи від перенапруги захищають джерела живлення від перенапруги?

● Повний посібник із стабілітронів у 2021 році

Залишити повідомлення 

список повідомлень