FPGA vs. ASIC: Määritelmät ja erot

FPGA ja ASIC ovat kaksi pääasiassa tärkeimpien piiritekniikoiden tyyppiä, joita käytetään integroiduissa piireissä. Mutta niitä käytetään eri tarkoituksiin, koska niillä on monilta osin erilaisia ​​ominaisuuksia. Jos et ymmärrä niiden välisiä eroja tai käytät niitä väärässä paikassa, saatat kärsiä tappioita.

Tällä sivulla esittelemme mitä ovat FPGA ja ASIC sekä niiden ominaisuuksien ja sovellusten erot, voit selvittää ongelman ja oppia valitsemaan yrityksellesi paremman tämän jaon kautta. Jatketaan lukemista!

Jakaminen on välittämistä!

Sisältö

● Mikä on ASIC?

● Mikä on FPGA?

● Mitä eroa on FPGA:n ja ASIC:n välillä?

● FAQ

● Yhteenveto

Mikä on ASIC?

ASIC on lyhenne sanoista Application-Specific Integrated Circuit. Lisäksi, kuten nimestä voi päätellä, se on siru, joka palvelee sitä tarkoitusta, jota varten se on suunniteltu, eikä sitä voi ohjelmoida uudelleen tai muokata. Mikä puolestaan ​​tarkoittaa, että se ei voi suorittaa toista toimintoa tai suorittaa toista sovellusta ohjelmoinnin jälkeen.

Koska ASIC:n suunnittelu on tiettyä toimintoa varten, tämä määrittää, kuinka siru vastaanottaa ohjelmointinsa. Itse ohjelmointiprosessi koostuu tuloksena olevan piirin vetämisestä pysyvästi piihin.

Sovellusten osalta ASIC-sirutekniikka on käytössä elektronisissa laitteissa, kuten kannettavissa tietokoneissa, älypuhelimissa ja televisioissa, jotta saat käsityksen niiden käyttöalasta.

Mikä on FPGA?

Field Programmable Gate Array tai FPGA kilpailee suoraan ASIC-sirutekniikan kanssa. Lisäksi FPGA on pohjimmiltaan siru, joka voidaan ohjelmoida ja ohjelmoida uudelleen suorittamaan useita toimintoja milloin tahansa.

Lisäksi yksi siru koostuu tuhansista yksiköistä, joita kutsutaan logiikkalohkoiksi ja jotka on linkitetty ohjelmoitavilla liitännöillä. The FPGA:n piiri on tehty yhdistämällä useita konfiguroitavia lohkoja ja siinä on jäykkä sisärakenne. Yhteenvetona voidaan todeta, että FPGA on pohjimmiltaan ohjelmoitava versio ASIC:sta.

Kaiken kaikkiaan FPGA tarjoaa yleisiä toimintoja, jotka mahdollistavat ohjelmoinnin toiveidesi mukaan. Kuitenkin, kuten useimmissa asioissa elämässä, FPGA:n monipuolisuudella on sivuvaikutuksia. Tässä tapauksessa se on kohonnut hinta, lisääntynyt sisäinen viive ja rajoitettu analoginen toiminnallisuus.

FPGA:n esittely

Mitä eroa on FPGA:n ja ASIC:n välillä?

Seuraavien useiden kappaleiden aikana annan rinnakkaisen vertailun sekä FPGA:sta että ASIC:sta sovelluksen, kaupallisen kannattavuuden ja teknisten näkökohtien suhteen. Tarkemmin sanottuna ne ovat NRE, suunnitteluvirta, suorituskyky ja tehokkuus, hinta, virrankulutus, koko, markkinoilletuloaika, konfiguraatio, markkinoille pääsyn esteet, yksikköhinta, käyttötaajuus, analogiset mallit, sovellukset. Muista, että molemmat tekniikat ovat erinomaisia ​​eri sovelluksissa ja kriteereissä, ja yleensä se kehittyy sen mukaan, mikä sopii yksilöllisiin tarpeisiisi valinnan mukaan.

EI

NRE tulee sanoista Non-Recurring Engineering cost. Kuten voit kuvitella, samassa lauseessa sanat toistuva ja kustannukset, jokainen yritys on huolissaan, kun he kuulevat nämä kaksi sanaa. Joten voidaan turvallisesti sanoa, että tämä on olennainen ratkaiseva tekijä. Lisäksi ASIC:n tapauksessa tämä on poikkeuksellisen korkea, kun taas FPGA:lla se on lähes olematonta.

Suuressa järjestelmässä kokonaiskustannukset kuitenkin pienenevät, mitä merkittävämpi määrä tarvitset ASIC:n kannalta. Lisäksi FPGA voi maksaa sinulle kokonaisuutena enemmän, koska sen yksittäiset kustannukset ovat korkeammat yksikköä kohti kuin ASIC.

Suunnitteluvirta

Jokainen insinööri ja piirilevysuunnittelija suosii ongelmattomampaa ja yksinkertaisempaa suunnitteluprosessia. Vain siksi, että tekemäsi toiminta on monimutkaista, ei tarkoita, että haluat itse prosessin olevan monimutkainen. Siksi suunnitteluvirran yksinkertaisuuden kannalta FPGA on vähemmän monimutkainen kuin ASIC.

Tämä johtuu FPGA:n joustavuus, monipuolisuus, lyhyempi markkinoilletuloaika ja se, että se on ohjelmoitavissa uudelleen. Sitä vastoin ASIC:n kanssa se on enemmän mukana suunnittelun kulussa, koska sitä ei voi ohjelmoida uudelleen ja se vaatii kalliita erityisiä EDA-työkaluja suunnitteluprosessiin.

Suorituskyky ja tehokkuus

Suorituskyvyn suhteen ASIC ylittää FPGA:n pienellä marginaalilla, mikä johtuu pääasiassa alhaisemmasta virrankulutuksesta ja useista mahdollisista toiminnoista, jotka voit kerrostaa yhdelle sirulle. Lisäksi FPGA:lla on jäykempi sisäinen rakenne, kun taas ASIC:n avulla voit suunnitella sen loistamaan virrankulutuksen tai nopeuden suhteen.

Hinta

Vaikka NRE-kustannukset nousevatkin, ASICin uskotaan olevan kustannustehokkaampi, kun otetaan huomioon kaikki seikat verrattuna FPGA:han, joka on kannattavaa vain, kun niitä kehitetään pienempiä määriä.

Tehon kulutus

Kuten aiemmin mainitsin, ASIC:t vaativat vähemmän virtaa ja tarjoavat siten paremman vaihtoehdon kuin korkeampi virrankulutus FPGA. Varsinkin akkukäyttöisten elektronisten laitteiden kanssa.

Koko

Koon suhteen se on fysiikkakysymys. ASIC:lla sen suunnittelu on tarkoitettu yhdelle toiminnalle; siksi se koostuu täsmälleen haluttuun sovellukseen vaadittavasta porttien määrästä. FPGA:n monitoiminnallisuuden ansiosta yksi yksikkö on kuitenkin huomattavasti suurempi sisäisen rakenteensa ja tietyn koon vuoksi, jota et voi muuttaa.

Aika markkinoida

Joten, kuten aiemmin mainittiin, FPGA tarjoaa nopeamman markkinoilletuloajan kuin ASIC, koska se on suunnittelun yksinkertaisuus. Lisäksi ASIC vaatii myös asetteluja, taustaprosesseja ja edistynyttä varmennusta, jotka kaikki vievät aikaa.

Konfigurointi

 

Kaiken kaikkiaan ilmeisin ero FPGA:n ja ASIC:n välillä on ohjelmoitavuus. Siksi looginen johtopäätös tässä on, että FPGA tarjoaa enemmän vaihtoehtoja joustavuuden suhteen. FPGA ei ole vain joustava, vaan ne tarjoavat myös "hot-swappable" -toiminnon, joka mahdollistaa muuttamisen myös käytön aikana.

Markkinoille pääsyn esteet

 

Markkinoille pääsyn esteet viittaavat pohjimmiltaan näiden teknologioiden hankinnan vaikeuksiin ja niihin liittyviin ennakkokustannuksiin. ASIC:iin verrattuna tämä on poikkeuksellisen korkea NRE:n sekä suunnittelun ja toiminnan monimutkaisuuden vuoksi. Raportit osoittavat, että ASIC-kehitys voi vaihdella miljooniin, kun taas FPGA:lla voit aloittaa kehityksen alle muutamalla tuhannella (<5000 dollarilla).

Yksikköhinta

 

Vaikka ASIC:lla on korkeampi NRE, sen yksikkökustannukset ovat alhaisemmat kuin FPGA:n, mikä tekee niistä ihanteellisia massatuotannon suunnitteluprojekteihin.

Toimintataajuus

 

Suunnittelutietojen osalta FPGA:lla on rajoitetut toimintataajuudet. Tämä on yksi sen joustavuuden sivuvaikutuksista (uudelleenohjelmoitava). Kuitenkin, kun ASIC on keskittynyt toimivuuteen, se voi toimia korkeammilla taajuuksilla.

Analogiset mallit

Jos mallisi ovat analogisia, et voi käyttää FPGA:ta. ASIC:n tapauksessa voit kuitenkin käyttää analogisia laitteita, kuten RF-lohkoja (Bluetooth ja WiFi), analogia-digitaalimuuntimia ja paljon muuta helpottaaksesi analogista suunnittelua.

 

Sovellukset

 

Ensinnäkin on tosiasia, että joustavuus on FPGA:n vahvuus, mikä tekee siitä ihanteellisen laitteille ja sovelluksille, jotka vaativat usein muokkausta, kuten suunnittelu DC / DC säädin, jota käytetään ylijännitesuojaukseen. ASIC soveltuu kuitenkin parhaiten pysyvämpiin sovelluksiin, jotka eivät vaadi muutoksia. Kaiken kaikkiaan, jos suunnittelet massatuotantotyyppistä projektia, ASIC on kustannustehokkaampi reitti, jos laitteesi eivät vaadi konfigurointia tai uudelleenkonfigurointia.

Usein kysytyt kysymykset

1. K: Onko FPGA kuollut?

V: FPGA ei todellakaan ole umpikuja. Uudelleenkonfiguroitavuuden vuoksi ne eivät koskaan vanhene niin kauan kuin ASIC on asia.

2. K: Onko vaikea ohjelmoida FPGA:lla?

V: FPGA-toimittajat ylpeilevät, että heidän tuotteensa ovat ihanteellisia vaihtoehtoja DSP:lle, CPU:lle ja GPU:lle – vaikka ne olisivat kaikki yhdessä laitteessa –, mutta on tunnettua, että ohjelmistosuunnittelijoille on vaikea ohjelmoida niitä, koska ne eroavat perinteisistä prosessoreista.

3. K: Mikä on FPGA ja miksi sitä kutsutaan?

V: Ns. kenttäohjelmoitava porttitaulukko (FPGA) johtuu siitä, että niiden rakenne on hyvin samanlainen kuin sovelluskohtaisen integroidun piirin (ASIC) vanhentunut "gate array" -muoto.

4. K: Mitä FPGA voi tehdä?

V: FPGA on erityisen hyödyllinen sovelluskohtaisten integroitujen piirien (ASIC) tai prosessorin prototyyppien valmistuksessa. FPGA voidaan ohjelmoida uudelleen, kunnes ASIC- tai prosessorin suunnittelu on valmis ja virheitä ei ole, ja lopullisen ASIC:n varsinainen valmistus alkaa. Intel käyttää FPGA:ta uuden sirun prototyyppiin.

Yhteenveto

● Kuinka LTM4641 μModule Regulator estää tehokkaasti ylijännitteen?

● Kuinka mitata kytkentäsäätimen ohimenevää vastetta?

● Kuinka SCR-tyristoriylijännite sorkkarautapiirit suojaavat virtalähteitä ylijännitteeltä?

● Lopullinen opas Zener-diodeihin vuonna 2021

Jätä viesti 

viestiluettelo