FPGA vs. ASIC: Definisjoner og forskjeller

FPGA og ASIC er de to hovedsakelig typene av de viktigste brikketeknologiene som brukes i integrerte kretser. Men de brukes til forskjellige formål fordi de har forskjellige egenskaper i mange aspekter. Hvis du ikke er klar over forskjellene mellom dem eller bruker dem på feil sted, kan du lide tap.

På denne siden vil vi introdusere hva som er FPGA og ASIC, og forskjellene i egenskaper og applikasjoner mellom dem, du kan finne ut problemet og lære hvordan du velger den beste for virksomheten din gjennom denne andelen. La oss fortsette å lese!

Deling er omsorg!

Innhold

● Hva er ASIC?

● Hva er FPGA?

● Hva er forskjellene mellom FPGA og ASIC?

● FAQ

● konklusjonen

Hva er ASIC?

ASIC står for Application-Specific Integrated Circuit. Videre, som navnet tilsier, er det en brikke som tjener formålet den er designet for og tillater ikke omprogrammering eller modifikasjon. Noe som igjen betyr at den ikke kan utføre en annen funksjon eller kjøre en annen applikasjon når programmeringen er fullført.

Siden ASICs design er for en spesifikk funksjon, bestemmer dette hvordan brikken mottar sin programmering. Selve programmeringsprosessen består i å trekke den resulterende kretsen permanent inn i silisiumet.

Når det gjelder applikasjoner, er ASIC-brikketeknologi i bruk i elektroniske enheter som bærbare datamaskiner, smarttelefoner og TV-er, for å gi deg en ide om omfanget av bruken.

Hva er FPGA?

Field Programmable Gate Array eller FPGA er i direkte konkurranse med ASIC-brikketeknologi. Dessuten er FPGA i hovedsak en brikke som kan programmeres og omprogrammeres til å utføre en rekke funksjoner på et hvilket som helst tidspunkt.

Videre består en enkelt brikke av tusenvis av enheter kalt logiske blokker, som er knyttet til programmerbare sammenkoblinger. De FPGAs krets er laget ved å koble sammen flere konfigurerbare blokker, og den har en stiv intern struktur. Oppsummert er en FPGA i hovedsak en programmerbar versjon av en ASIC.

Totalt sett gir FPGA generell funksjonalitet som tillater programmering etter dine spesifikasjoner. Men som de fleste ting i livet, er det bivirkninger av FPGAs allsidighet. I dette tilfellet er det en økt kostnad, økt intern forsinkelse og begrenset analog funksjonalitet.

Introduksjonen til FPGA

Hva er forskjellene mellom FPGA og ASIC?

I løpet av de neste avsnittene vil jeg gi en side-ved-side-sammenligning av både FPGA og ASIC når det gjelder anvendelse, kommersiell levedyktighet og teknologiske aspekter. Spesielt er de NRE, designflyt, ytelse og effektivitet, kostnad, strømforbruk, størrelse, tid til marked, konfigurasjon, adgangsbarrierer, kostnad per enhet, driftsfrekvens, analoge design, applikasjoner. Husk at begge teknologiene utmerker seg i ulike applikasjoner og kriterier, og det dreier seg vanligvis om hvilke som passer dine individuelle behov med hensyn til valg.

NRE

NRE står for Non-Recurring Engineering costs. Som du kan forestille deg, med ordene gjentakende og kostnader, i samme setning, er enhver bedrift bekymret når de hører disse to ordene. Så det er trygt å si at dette er en viktig avgjørende faktor. Dessuten, når det gjelder ASIC, er dette eksepsjonelt høyt, mens det med FPGA er nesten ikke-eksisterende.

Men i den store ordningen blir totalkostnaden lavere og lavere jo mer betydelig kvantum du trenger i forhold til ASIC. Videre kan FPGA koste deg mer totalt siden dens individuelle kostnader er høyere per enhet enn ASIC.

Designflyt

Hver ingeniør og PCB-designer foretrekker en mer problemfri og forenklet designprosess. Bare fordi det du gjør er komplekst, betyr det ikke at du vil at selve prosessen skal være komplisert. Derfor, når det gjelder enkelheten i designflyten, er FPGA uten tvil mindre komplisert enn ASIC.

Dette skyldes FPGAs fleksibilitet, allsidighet, kortere tid til markedet, og det faktum at den er omprogrammerbar. Mens det med ASIC er mer involvert når det gjelder designflyt fordi det ikke er omprogrammerbart, og det krever kostbare dedikerte EDA-verktøy for designprosessen.

Ytelse og effektivitet

Når det gjelder ytelse, utkonkurrerer ASIC FPGA med en liten margin, først og fremst på grunn av lavere strømforbruk og de ulike mulige funksjonalitetene som du kan legge på en enkelt brikke. FPGA har også en mer stiv intern struktur, mens du med en ASIC kan designe den til å utmerke seg i strømforbruk eller hastighet.

Kostnad

Selv med de økte NRE-kostnadene, antas ASIC å være mer kostnadseffektivt, alt tatt i betraktning sammenlignet med FPGA, som bare er lønnsomt når det utvikles i mindre mengder.

Strømforbruk

Som jeg nevnte tidligere, krever ASIC-er mindre strøm og gir dermed et bedre alternativ enn høyere strømforbruk FPGA. Spesielt med elektroniske enheter som er batteridrevne.

Størrelse

Størrelsesmessig er det et spørsmål om fysikk. Med en ASIC er designet for én funksjonalitet; derfor består den av nøyaktig antall porter som kreves for ønsket bruk. Men med FPGAs multifunksjonalitet vil en enkelt enhet være betydelig større på grunn av dens interne struktur og en spesifikk størrelse som du ikke kan endre.

Time to Market

Så, som nevnt tidligere, gir FPGA en raskere tid til markedet enn ASIC på grunn av sin enkelhet når det gjelder designflyten. Dessuten krever ASIC også oppsett, backend-prosesser og avansert verifisering, som alt er tidkrevende.

Konfigurasjon

 

Samlet sett er den mest åpenbare forskjellen mellom FPGA og ASIC programmerbarhet. Derfor er den logiske konklusjonen her at FPGA tilbyr flere alternativer når det gjelder fleksibilitet. FPGA er ikke bare fleksibel, men de gir også "hot-swappable" funksjonalitet som tillater modifikasjon selv mens den er i bruk.

Barrierer for inngang

 

Inngangsbarrierer refererer i hovedsak til vanskeligheten med å skaffe seg disse teknologiene og forhåndskostnadene forbundet med det. Når det gjelder ASIC, er dette eksepsjonelt høyt på grunn av NRE og kompleksitet i design samt drift. Rapporter indikerer at ASIC-utvikling kan variere i millioner, mens med FPGA kan du begynne utviklingen med mindre enn noen få tusen dollar (<$5000).

Per enhetskostnad

 

Selv om ASIC har en høyere NRE, er kostnaden per enhet mindre enn for FPGA, noe som gjør dem ideelle for masseproduksjonsdesignprosjekter.

drifts~~POS=TRUNC

 

Når det gjelder designspesifikasjoner, har FPGA begrensede driftsfrekvenser. Dette er en av de bivirkningene av dens fleksibilitet (omprogrammerbar). Men med ASIC mer fokusert tilnærming til funksjonalitet, kan den operere ved høyere frekvenser.

Analoge design

Hvis designene dine er analoge, vil du ikke kunne bruke FPGA. Når det gjelder ASIC, kan du imidlertid bruke analog maskinvare som RF-blokker (Bluetooth og WiFi), analoge til digitale omformere og mer for å lette dine analoge design.

 

Søknader

 

Først av alt er det et faktum at fleksibilitet er FPGAs sterke side, noe som gjør den ideell for enheter og applikasjoner som krever hyppige modifikasjoner, som å designe DC / DC regulator brukes til overspenningsbeskyttelse. Imidlertid er ASIC best egnet for mer permanente applikasjoner som ikke krever modifikasjon. Totalt sett, hvis du designer et masseproduksjonsprosjekt, er ASIC den mer kostnadseffektive veien å gå, forutsatt at enhetene dine ikke krever konfigurering eller rekonfigurering.

Ofte Stilte Spørsmål

1. Spørsmål: Er FPGA død?

A: FPGA er definitivt ikke en blindvei. På grunn av deres rekonfigurerbarhet, så lenge ASIC er en ting, vil de aldri bli foreldet.

2. Spørsmål: Er det vanskelig å programmere på FPGA?

A: FPGA-leverandører skryter av at produktene deres er ideelle alternativer til DSP, CPU og GPU – selv om de alle er i én enhet – men det er velkjent at de er vanskelige for programvareingeniører å programmere fordi de er forskjellige fra tradisjonelle prosessorer.

3. Spørsmål: Hva er FPGA og hvorfor kalles det så?

A: Den såkalte feltprogrammerbare portarrayen (FPGA) er fordi strukturen deres er veldig lik den utdaterte "gatearrayen"-formen for applikasjonsspesifikk integrert krets (ASIC).

4. Spørsmål: Hva kan FPGA gjøre?

A: FPGA er spesielt nyttig for applikasjonsspesifikk integrert krets (ASIC) eller prosessorprototyping. FPGA-en kan omprogrammeres til ASIC- eller prosessordesignet er fullført og det ikke er noen feil, og selve produksjonen av den endelige ASIC-en begynner. Intel bruker FPGA for å prototype den nye brikken.

konklusjonen

● Hvordan LTM4641 μModule Regulator effektivt forhindrer overspenning?

● Hvordan måle forbigående respons fra en bytteregulator?

● Hvordan SCR-tyristoroverspenning brekkjernskretser beskytter strømforsyninger mot overspenning?

● En ultimat guide til Zener-dioder i 2021

Legg igjen en beskjed 

Meldingsliste