FPGA proti ASIC: definicije in razlike

FPGA in ASIC sta dve predvsem vrsti najpomembnejših tehnologij čipov, ki se uporabljajo v integriranih vezjih. Vendar se uporabljajo za različne namene, ker imajo različne značilnosti v mnogih pogledih. Če vam razlike med njimi niso jasne ali jih uporabljate na napačnem mestu, lahko utrpite izgube.

Na tej strani bomo predstavili, kaj je FPGA in ASIC ter razlike v značilnostih in aplikacijah med njima, lahko ugotovite težavo in se naučite, kako izbrati boljšo za svoje podjetje s tem deležem. Nadaljujmo z branjem!

Skupna raba je skrbna!

vsebina

● Kaj je ASIC?

● Kaj je FPGA?

● Kakšne so razlike med FPGA in ASIC?

● FAQ

● zaključek

Kaj je ASIC?

ASIC je kratica za Application-Specific Integrated Circuit. Poleg tega, kot pove že ime, gre za čip, ki služi namenu, za katerega je bil zasnovan, in ne dovoljuje reprogramiranja ali spreminjanja. Kar pa pomeni, da ne more izvajati druge funkcije ali izvajati druge aplikacije, ko je programiranje končano.

Ker Zasnova ASIC je za določeno funkcijo, to določa, kako čip prejme svoje programiranje. Sam proces programiranja je sestavljen iz trajnega vlečenja nastalega vezja v silicij.

Kar zadeva aplikacije, se tehnologija čipov ASIC uporablja v elektronskih napravah, kot so prenosni računalniki, pametni telefoni in televizorji, da bi dobili predstavo o obsegu njihove uporabe.

Kaj je FPGA?

Field Programmable Gate Array ali FPGA je v neposredni konkurenci s tehnologijo čipov ASIC. Prav tako je FPGA v bistvu čip, ki ga je mogoče programirati in reprogramirati za izvajanje številnih funkcij v katerem koli trenutku.

Poleg tega je en sam čip sestavljen iz tisočih enot, imenovanih logični bloki, ki so povezani s programirljivimi povezavami. The vezje FPGA je izdelan s povezovanjem več nastavljivih blokov in ima togo notranjo strukturo. Če povzamemo, je FPGA v bistvu programabilna različica ASIC.

Na splošno FPGA ponuja splošno funkcionalnost, ki omogoča programiranje po vaših specifikacijah. Vendar, tako kot večina stvari v življenju, obstajajo stranski učinki vsestranskosti FPGA. V tem primeru gre za povečane stroške, povečano notranjo zamudo in omejeno analogno funkcionalnost.

Uvod v FPGA

Kakšne so razlike med FPGA in ASIC?

V naslednjih nekaj odstavkih bom zagotovil vzporedno primerjavo FPGA in ASIC glede na uporabo, komercialno izvedljivost in tehnološke vidike. Natančneje, to so NRE, načrtovalni tok, zmogljivost in učinkovitost, stroški, poraba energije, velikost, čas do trženja, konfiguracija, ovire za vstop, cena na enoto, delovna frekvenca, analogni dizajni, aplikacije. Upoštevajte, da se obe tehnologiji odlikujeta v različnih aplikacijah in merilih, običajno pa se spremeni v tisto, ki ustreza vašim individualnim potrebam glede na izbiro.

NRE

NRE pomeni neponavljajoči se inženirski stroški. Kot si lahko predstavljate, z besedami ponavljajoči se in stroški v istem stavku vsako podjetje skrbi, ko sliši ti dve besedi. Torej je varno reči, da je to bistveni odločilni dejavnik. Poleg tega je v primeru ASIC to izjemno visoko, medtem ko pri FPGA skoraj ne obstaja.

Vendar pa v veliki shemi skupni stroški postajajo nižji in nižji, čim večja je količina, ki jo potrebujete v smislu ASIC-a. Poleg tega vas lahko FPGA na splošno stane več, saj so njegovi posamezni stroški višji na enoto kot ASIC.

Oblikovni tok

Vsak inženir in oblikovalec PCB raje bolj brez težav in poenostavljen proces načrtovanja. Samo zato, ker je to, kar počnete, zapleteno, še ne pomeni, da želite, da je sam proces zapleten. Zato je glede na preprostost načrtovalnega toka FPGA manj zapletena kot ASIC.

To je posledica Fleksibilnost, vsestranskost FPGA, krajši čas do trženja in dejstvo, da ga je mogoče ponovno programirati. Medtem ko je pri ASIC-u bolj vključen v potek načrtovanja, ker ga ni mogoče ponovno programirati in zahteva draga namenska orodja EDA za proces načrtovanja.

Zmogljivost in učinkovitost

Kar zadeva zmogljivost, ASIC prekaša FPGA z majhno razliko, predvsem zaradi manjše porabe energije in različnih možnih funkcionalnosti, ki jih lahko nanesete na en sam čip. Poleg tega ima FPGA bolj togo notranjo strukturo, medtem ko ga lahko z ASIC-om oblikujete tako, da se odlikuje po porabi energije ali hitrosti.

strošek

Tudi s povečanimi stroški NRE se šteje, da je ASIC stroškovno učinkovitejši, če upoštevamo vse stvari v primerjavi z FPGA, ki so donosne le, če se razvijejo v manjših količinah.

Poraba energije

Kot sem že omenil, ASIC zahtevajo manj energije in tako zagotavljajo boljšo možnost kot večja poraba energije FPGA. Še posebej pri elektronskih napravah, ki delujejo na baterije.

Velikosti

Glede velikosti je stvar fizike. Z ASIC-om je njegova zasnova namenjena eni funkcionalnosti; zato je sestavljen iz natančno števila vrat, potrebnih za želeno uporabo. Vendar pa bo z večnamenskostjo FPGA ena enota bistveno večja zaradi svoje notranje strukture in posebne velikosti, ki je ne morete spremeniti.

Čas je, da trg

Torej, kot je bilo že omenjeno, FPGA omogoča hitrejši čas trženja kot ASIC zaradi svoje preprostosti v smislu načrtovalnega toka. Poleg tega ASIC zahteva tudi postavitve, zaledne procese in napredno preverjanje, kar vse zahteva veliko časa.

konfiguracija

 

Na splošno je najbolj očitna razlika med FPGA in ASIC programirljivost. Zato je logičen zaključek tukaj, da FPGA ponuja več možnosti v smislu prilagodljivosti. FPGA ni le prilagodljiv, ampak nudi tudi funkcijo "vroča menjava", ki omogoča spreminjanje tudi med uporabo.

Vstopne ovire

 

Vstopne ovire se v bistvu nanašajo na težave pri pridobivanju teh tehnologij in s tem povezane vnaprejšnje stroške. Glede na ASIC je to izjemno visoko zaradi NRE in zapletenosti zasnove ter delovanja. Poročila kažejo, da se razvoj ASIC lahko giblje v milijonih, medtem ko lahko pri FPGA začnete razvoj z manj kot nekaj tisočaki (<5000 $).

Cena na enoto

 

Čeprav ima ASIC višji NRE, je njegov strošek na enoto nižji kot pri FPGA, zaradi česar so idealni za projekte oblikovanja množične proizvodnje.

Delovna frekvenca

 

Kar zadeva specifikacije zasnove, ima FPGA omejene delovne frekvence. To je eden od tistih stranskih učinkov njegove prilagodljivosti (reprogramiranje). Vendar z bolj osredotočenim pristopom k funkcionalnosti ASIC lahko deluje na višjih frekvencah.

Analogni modeli

Če so vaše zasnove analogne, ne boste mogli uporabljati FPGA. Vendar pa lahko v primeru ASIC-a uporabite analogno strojno opremo, kot so RF bloki (Bluetooth in WiFi), analogno-digitalni pretvorniki in drugo, da olajšate svoje analogne zasnove.

 

Prijavitelji

 

Prvič, dejstvo je, da je prilagodljivost močna lastnost FPGA, zaradi česar je idealna za naprave in aplikacije, ki zahtevajo pogoste spremembe, kot je načrtovanje DC / DC regulator, ki se uporablja za zaščito pred prenapetostjo. Vendar pa je ASIC najbolj primeren za trajnejše aplikacije, ki ne zahtevajo spreminjanja. Na splošno, če načrtujete projekt tipa množične proizvodnje, je ASIC stroškovno učinkovitejša pot, če vaše naprave ne zahtevajo konfiguriranja ali ponovne konfiguracije.

Pogosto zastavljena vprašanja

1. V: Ali je FPGA mrtev?

O: FPGA zagotovo ni slepa ulica. Zaradi njihove rekonfiguracije, dokler je ASIC stvar, nikoli ne bodo zastareli.

2. V: Ali je težko programirati na FPGA?

O: Proizvajalci FPGA se hvalijo, da so njihovi izdelki idealna alternativa DSP, CPU in GPU – tudi če so vsi v eni napravi –, vendar je dobro znano, da jih je programskim inženirjem težko programirati, ker se razlikujejo od tradicionalnih procesorjev.

3. V: Kaj je FPGA in zakaj se tako imenuje?

O: Tako imenovano polje programirljivih vrat (FPGA) je zato, ker je njihova struktura zelo podobna zastareli obliki "matrike vrat" integriranega vezja (ASIC) za specifično aplikacijo.

4. V: Kaj lahko naredi FPGA?

O: FPGA je še posebej uporabna za programsko specifično integrirano vezje (ASIC) ali prototipe procesorja. FPGA je mogoče reprogramirati, dokler zasnova ASIC ali procesorja ni dokončana in ni nobenih napak, in se začne dejanska izdelava končnega ASIC-a. Intel uporablja FPGA za prototip novega čipa.

zaključek

● Kako LTM4641 μModule regulator učinkovito preprečuje prenapetost?

● Kako izmeriti prehodni odziv preklopnega regulatorja?

● Kako SCR tiristorska prenapetostna vezja loma ščitijo napajalnike pred prenapetostjo?

● Popoln vodnik po Zener diodah v letu 2021

Pustite sporočilo 

Seznam sporočilo