FPGA vs. ASIC: määratlused ja erinevused

FPGA ja ASIC on integraallülitustes kasutatavate kõige olulisemate kiibitehnoloogiate kaks peamist tüüpi. Kuid neid kasutatakse erinevatel eesmärkidel, kuna neil on paljudes aspektides erinevad omadused. Kui te ei mõista nende erinevusi või kasutate neid vales kohas, võite saada kahju.

Sellel lehel tutvustame, mis on FPGA ja ASIC ning nende omaduste ja rakenduste erinevusi, saate selle jagamise kaudu välja selgitada probleemi ja õppida, kuidas valida oma ettevõttele parem. Jätkame lugemist!

Jagamine on hoolimine!

sisu

● Mis on ASIC?

● Mis on FPGA?

● Mis vahe on FPGA ja ASIC vahel?

● FAQ

● Järeldus

Mis on ASIC?

ASIC tähistab rakendusespetsiifilist integraallülitust. Lisaks, nagu nimigi viitab, on see kiip, mis täidab eesmärki, milleks see on loodud, ega võimalda ümberprogrammeerimist ega muutmist. Mis omakorda tähendab, et see ei saa pärast programmeerimise lõpetamist täita teist funktsiooni ega käivitada teist rakendust.

Kuna ASIC-i disain on konkreetse funktsiooni jaoks, määrab see, kuidas kiip oma programmeerimise vastu võtab. Programmeerimisprotsess ise seisneb saadud vooluahela püsivalt räni sisse tõmbamises.

Rakenduste osas on ASIC-kiibi tehnoloogia kasutusel elektroonikaseadmetes, nagu sülearvutid, nutitelefonid ja telerid, et anda teile aimu nende kasutusalast.

Mis on FPGA?

Field Programmable Gate Array ehk FPGA konkureerib otseselt ASIC-kiibi tehnoloogiaga. Samuti on FPGA sisuliselt kiip, mida saab programmeerida ja ümber programmeerida nii, et see täidaks igal ajahetkel paljusid funktsioone.

Lisaks koosneb üks kiip tuhandetest ühikutest, mida nimetatakse loogikaplokkideks ja mis on ühendatud programmeeritavate ühendustega. The FPGA vooluring on valmistatud mitme konfigureeritava ploki ühendamise teel ja sellel on jäik sisemine struktuur. Kokkuvõttes on FPGA sisuliselt ASIC-i programmeeritav versioon.

Üldiselt pakub FPGA üldist funktsionaalsust, mis võimaldab programmeerida vastavalt teie spetsifikatsioonidele. Kuid nagu enamikul asjadel elus, on ka FPGA mitmekülgsusel kõrvalmõjud. Sel juhul on see suurenenud kulu, suurenenud sisemine viivitus ja piiratud analoogfunktsionaalsus.

Sissejuhatus FPGA-sse

Mis vahe on FPGA ja ASIC vahel?

Järgmise mitme lõigu jooksul annan nii FPGA kui ka ASIC-i kõrvuti võrdluse rakenduse, ärilise elujõulisuse ja tehnoloogiliste aspektide osas. Täpsemalt on need NRE, projekteerimisvoog, jõudlus ja tõhusus, maksumus, energiatarve, suurus, turule jõudmise aeg, konfiguratsioon, turule sisenemise tõkked, ühiku maksumus, töösagedus, analooglahendused, rakendused. Pidage meeles, et mõlemad tehnoloogiad paistavad silma erinevate rakenduste ja kriteeriumide poolest ning tavaliselt sõltub see sellest, mis sobib teie individuaalsetele vajadustele vastavalt valikule.

NRE

NRE tähistab ühekordseid projekteerimiskulusid. Nagu võite ette kujutada, kui samas lauses on sõnad korduv ja kulud, tunneb iga ettevõte neid kahte sõna kuuldes muret. Seega võib kindlalt öelda, et see on oluline otsustav tegur. Pealegi on see ASIC-i puhul erakordselt kõrge, samas kui FPGA puhul on see peaaegu olematu.

Suures plaanis läheb kogukulu aga seda madalamaks, mida olulisem on kogus, mida ASIC-i osas vajate. Lisaks võib FPGA teile üldiselt rohkem maksma minna, kuna selle üksikud kulud ühiku kohta on kõrgemad kui ASIC.

Disainivool

Iga insener ja PCB projekteerija eelistab probleemivabamat ja lihtsamat projekteerimisprotsessi. See, et teie tegevus on keeruline, ei tähenda, et soovite, et protsess ise oleks keeruline. Seetõttu on disainivoo lihtsuse poolest FPGA lihtsam kui ASIC.

Selle põhjuseks on FPGA paindlikkus, mitmekülgsus, lühem turule jõudmise aeg ja asjaolu, et see on ümber programmeeritav. ASIC-i puhul on see aga rohkem seotud projekteerimisvoogudega, kuna see ei ole ümberprogrammeeritav ja nõuab projekteerimisprotsessi jaoks kulukaid spetsiaalseid EDA tööriistu.

Toimivus ja tõhusus

Toimivuse osas ületab ASIC väikese varuga FPGA-d, peamiselt tänu väiksemale energiatarbimisele ja erinevatele võimalikele funktsioonidele, mida saate ühele kiibile kihistada. Samuti on FPGA-l jäigem sisemine struktuur, samas kui ASIC-iga saate selle kujundada nii, et see ületaks energiatarbimise või kiiruse.

Maksma

Arvatakse, et isegi suurenenud NRE-kulude korral on ASIC kuluefektiivsem, võrreldes FPGA-ga, mis on tulusad ainult siis, kui neid arendatakse väiksemates kogustes.

Energiatarve

Nagu ma varem mainisin, vajavad ASIC-id vähem energiat ja pakuvad seega paremat valikut suurem energiatarve FPGA. Eriti akutoitega elektroonikaseadmete puhul.

SUURUS

Suuruse poolest on see füüsika küsimus. ASIC-iga on selle disain mõeldud ühele funktsioonile; seetõttu koosneb see täpselt soovitud rakenduse jaoks vajalike väravate arvust. Kuid FPGA multifunktsionaalsuse tõttu on üks seade selle sisemise struktuuri ja konkreetse suuruse tõttu, mida te ei saa muuta, oluliselt suurem.

Aeg Market

Niisiis, nagu varem mainitud, võimaldab FPGA oma disainivoo lihtsuse tõttu turule jõuda kiiremini kui ASIC. Lisaks nõuab ASIC ka paigutusi, taustaprotsesse ja täpsemat kontrollimist, mis kõik on aeganõudev.

konfiguratsioon

 

Üldiselt on kõige ilmsem erinevus FPGA ja ASIC vahel programmeeritavus. Seetõttu on loogiline järeldus, et FPGA pakub paindlikkuse osas rohkem võimalusi. FPGA pole mitte ainult paindlik, vaid pakub ka "kuumvahetusega" funktsionaalsust, mis võimaldab muuta isegi kasutamise ajal.

Sissepääsutõkked

 

Sissepääsutõkked viitavad sisuliselt nende tehnoloogiate omandamise raskustele ja sellega seotud esialgsetele kuludele. Võrreldes ASIC-iga, on see erakordselt kõrge NRE ning disaini ja töö keerukuse tõttu. Aruanded näitavad, et ASIC-i arendus võib ulatuda miljoniteni, samas kui FPGA-ga saate arendamist alustada vähem kui mõne krooniga (<5000 dollariga).

Ühiku maksumus

 

Kuigi ASIC-l on kõrgem NRE, on selle ühikuhind väiksem kui FPGA-l, mis muudab need ideaalseks masstootmise projekteerimisprojektide jaoks.

Töösagedus

 

Disaini spetsifikatsioonide osas on FPGA-l piiratud töösagedused. See on üks selle paindlikkuse kõrvalmõjudest (ümberprogrammeeritav). Kuid ASIC-i funktsionaalsusele keskendunud lähenemisviisiga saab see töötada kõrgematel sagedustel.

Analoogkujundused

Kui teie kujundused on analoogsed, ei saa te FPGA-d kasutada. Kuid ASIC-i puhul saate oma analoogkujunduse hõlbustamiseks kasutada analoogriistvara, näiteks RF-plokke (Bluetooth ja WiFi), analoog-digitaalmuundureid ja palju muud.

 

Rakendused

 

Esiteks on tõsiasi, et paindlikkus on FPGA tugev külg, mis muudab selle ideaalseks seadmete ja rakenduste jaoks, mis nõuavad sagedast muutmist, nagu projekteerimine. DC / DC regulaator, mida kasutatakse ülepingekaitseks. ASIC sobib aga kõige paremini püsivamate rakenduste jaoks, mis ei vaja muutmist. Üldiselt, kui kavandate masstootmise tüüpi projekti, on ASIC kuluefektiivsem tee, eeldusel, et teie seadmed ei vaja konfigureerimist ega ümberkonfigureerimist.

Korduma kippuvad küsimused

1. K: Kas FPGA on surnud?

V: FPGA pole kindlasti ummiktee. Ümberkonfigureeritavuse tõttu ei vanane need kunagi nii kaua, kuni ASIC on olemas.

2. K: Kas FPGA-ga on raske programmeerida?

V: FPGA müüjad uhkeldavad, et nende tooted on ideaalsed alternatiivid DSP-le, CPU-le ja GPU-le – isegi kui need on kõik ühes seadmes –, kuid on hästi teada, et tarkvarainseneridel on neid keeruline programmeerida, kuna need erinevad traditsioonilistest protsessoritest.

3. K: Mis on FPGA ja miks seda nii kutsutakse?

V: Niinimetatud välja programmeeritav värava massiiv (FPGA) on tingitud sellest, et nende struktuur on väga sarnane rakendusspetsiifilise integraallülituse (ASIC) vananenud "värava massiivi" vormiga.

4. K: Mida saab FPGA teha?

V: FPGA on eriti kasulik rakendusspetsiifiliste integraallülituste (ASIC) või protsessori prototüüpide loomiseks. FPGA-d saab ümber programmeerida, kuni ASIC-i või protsessori disain on lõpetatud ja vigu pole ning lõpliku ASIC-i tegelik tootmine algab. Intel kasutab uue kiibi prototüüpimiseks FPGA-d.

Järeldus

● Kuidas LTM4641 μmooduli regulaator tõhusalt ülepinget ennetab?

● Kuidas mõõta lülitusregulaatori mööduvat reaktsiooni?

● Kuidas SCR-türistori ülepinge kangiahelad kaitsevad toiteallikaid ülepinge eest?

● Zeneri dioodide ülim juhend 2021. aastal

Jäta sõnum 

Sõnumite nimekiri