FPGA vs. ASIC: Definice a rozdíly

FPGA a ASIC jsou dva hlavně typy nejdůležitějších čipových technologií používaných v integrovaných obvodech. Používají se však pro různé účely, protože mají v mnoha ohledech odlišné vlastnosti. Pokud vám nebudou jasné rozdíly mezi nimi nebo je použijete na nesprávném místě, můžete utrpět ztráty.

Na této stránce si představíme, co je FPGA a ASIC, a rozdíly ve vlastnostech a aplikacích mezi nimi, můžete zjistit problém a naučit se, jak si vybrat ten lepší pro vaše podnikání prostřednictvím tohoto podílu. Pokračujme ve čtení!

Sdílení je péče!

Obsah

● Co je ASIC?

● Co je FPGA?

● Jaké jsou rozdíly mezi FPGA a ASIC?

● FAQ

● Proč investovat do čističky vzduchu?

Co je ASIC?

ASIC je zkratka pro Application-Specific Integrated Circuit. Dále, jak název napovídá, jedná se o čip, který slouží účelu, pro který byl navržen, a neumožňuje přeprogramování ani úpravy. Což zase znamená, že po dokončení programování nemůže vykonávat jinou funkci nebo spouštět jinou aplikaci.

Vzhledem k tomu, Design ASIC je pro konkrétní funkci, to určuje, jak čip přijímá své naprogramování. Samotný proces programování spočívá v zakreslení výsledného obvodu trvale do křemíku.

Pokud jde o aplikace, čipová technologie ASIC se používá v elektronických zařízeních, jako jsou notebooky, smartphony a televizory, abyste získali představu o rozsahu jejich použití.

Co je FPGA?

Field Programmable Gate Array neboli FPGA přímo konkuruje čipové technologii ASIC. FPGA je také v podstatě čip, který lze naprogramovat a přeprogramovat tak, aby vykonával řadu funkcí v libovolném jediném okamžiku.

Kromě toho se jeden čip skládá z tisíců jednotek nazývaných logické bloky, které jsou propojeny programovatelnými propojeními. The obvod FPGA je vyrobena spojením několika konfigurovatelných bloků a má pevnou vnitřní strukturu. Stručně řečeno, FPGA je v podstatě programovatelná verze ASIC.

Celkově FPGA poskytuje obecnou funkčnost, která umožňuje programování podle vašich specifikací. Nicméně, jako většina věcí v životě, existují vedlejší účinky všestrannosti FPGA. V tomto případě se jedná o zvýšené náklady, větší vnitřní zpoždění a omezenou analogovou funkčnost.

Úvod do FPGA

Jaké jsou rozdíly mezi FPGA a ASIC?

V následujících několika odstavcích poskytnu vedle sebe srovnání FPGA a ASIC z hlediska aplikace, komerční životaschopnosti a technologických aspektů. Konkrétně jsou to NRE, návrhový tok, výkon a účinnost, náklady, spotřeba energie, velikost, doba uvedení na trh, konfigurace, překážky vstupu, náklady na jednotku, provozní frekvence, analogové návrhy, aplikace. Mějte na paměti, že obě technologie vynikají v různých aplikacích a kritériích a obvykle se rozvíjí podle toho, která vyhovuje vašim individuálním potřebám s ohledem na výběr.

NRE

NRE je zkratka pro Non-Recurring Engineering costs. Jak si dokážete představit, se slovy opakující se a náklady ve stejné větě každý podnik znepokojuje, když slyší tato dvě slova. Dá se tedy s jistotou říci, že jde o zásadní rozhodující faktor. Navíc v případě ASIC je to mimořádně vysoké, zatímco u FPGA téměř neexistuje.

Ve velkém schématu se však celkové náklady snižují a snižují, čím významnější je množství, které požadujete z hlediska ASIC. Navíc vás FPGA může stát celkově více, protože jeho jednotlivé náklady na jednotku jsou vyšší než u ASIC.

Návrhový tok

Každý inženýr a návrhář PCB preferuje bezproblémovější a jednodušší proces návrhu. To, že to, co děláte, je složité, neznamená, že chcete, aby byl složitý i samotný proces. Proto z hlediska jednoduchosti toku návrhu je FPGA méně komplikované než ASIC.

To je způsobeno Flexibilita, všestrannost FPGA, kratší doba uvedení na trh a skutečnost, že je přeprogramovatelný. Zatímco s ASIC je více zapojen do toku návrhu, protože není přeprogramovatelný a vyžaduje nákladné vyhrazené nástroje EDA pro proces návrhu.

Výkon a účinnost

Co se týče výkonu, ASIC o malý kousek překonává FPGA, především díky nižší spotřebě energie a různým možným funkcím, které můžete navrstvit na jeden čip. FPGA má také pevnější vnitřní strukturu, zatímco s ASIC jej můžete navrhnout tak, aby vynikal ve spotřebě energie nebo rychlosti.

Stát

I při zvýšených nákladech na NRE se předpokládá, že ASIC jsou nákladově efektivnější, a to vše ve srovnání s FPGA, které jsou ziskové pouze tehdy, jsou-li vyvíjeny v menších množstvích.

Spotřeba energie

Jak jsem již zmínil dříve, ASIC vyžadují méně energie, a proto poskytují lepší možnost než vyšší spotřeba FPGA. Zejména u elektronických zařízení, která jsou napájena bateriemi.

Velikost

Co se týče velikosti, jde o fyzikální záležitost. S ASIC, jeho design je pro jednu funkci; proto sestává přesně z počtu bran požadovaných pro požadovanou aplikaci. S multifunkčností FPGA však bude jedna jednotka výrazně větší, a to kvůli její vnitřní struktuře a specifické velikosti, kterou nemůžete změnit.

Čas nakupovat

Takže, jak již bylo zmíněno dříve, FPGA nabízí rychlejší uvedení na trh než ASIC díky své jednoduchosti, pokud jde o tok návrhu. Navíc ASIC také vyžaduje rozvržení, back-end procesy a pokročilé ověřování, které jsou všechny časově náročné.

Konfigurace

 

Celkově nejviditelnější rozdíl mezi FPGA a ASIC je programovatelnost. Logickým závěrem zde tedy je, že FPGA nabízí více možností z hlediska flexibility. FPGA je nejen flexibilní, ale také poskytuje funkce „hot-swap“, které umožňují úpravy i během používání.

Bariéry ke vstupu

 

Překážky vstupu v podstatě odkazují na obtížnost získání těchto technologií a počáteční náklady s tím spojené. Ve vztahu k ASIC je to mimořádně vysoké kvůli NRE a složitosti návrhu i provozu. Zprávy naznačují, že vývoj ASIC se může pohybovat v milionech, zatímco s FPGA můžete začít s vývojem s méně než několika tisíci (<5000 XNUMX $).

Jednotková cena

 

Přestože má ASIC vyšší NRE, jeho jednotkové náklady jsou nižší než u FPGA, což je činí ideálními pro projektové projekty hromadné výroby.

Provozní frekvence

 

Z hlediska konstrukčních specifikací má FPGA omezené pracovní frekvence. To je jeden z vedlejších účinků jeho flexibility (přeprogramovatelné). Avšak s ASIC více zaměřeným přístupem k funkčnosti může pracovat na vyšších frekvencích.

Analogové vzory

Pokud jsou vaše návrhy analogové, nebudete moci použít FPGA. V případě ASIC však můžete použít analogový hardware, jako jsou RF bloky (Bluetooth a WiFi), analogově-digitální převodníky a další pro usnadnění vašich analogových návrhů.

 

Aplikace

 

Především je to fakt, že flexibilita je silnou stránkou FPGA, díky čemuž je ideální pro zařízení a aplikace, které vyžadují časté úpravy, jako je např. DC / DC regulátor používaný pro ochranu proti přepětí. ASIC se však nejlépe hodí pro trvalejší aplikace, které nevyžadují úpravy. Celkově vzato, pokud navrhujete projekt typu hromadné výroby, ASIC je nákladově efektivnější cestou, pokud vaše zařízení nevyžadují konfiguraci nebo překonfigurování.

Často kladené otázky

1. Otázka: Jsou FPGA mrtvé?

A: FPGA rozhodně není slepá ulička. Vzhledem k jejich rekonfigurovatelnosti, dokud je ASIC věc, nikdy se nestanou zastaralými.

2. Otázka: Je těžké programovat na FPGA?

Odpověď: Prodejci FPGA se chlubí, že jejich produkty jsou ideální alternativou k DSP, CPU a GPU – i když jsou všechny v jednom zařízení – ale je dobře známo, že je pro softwarové inženýry obtížné programovat, protože se liší od tradičních procesorů.

3. Otázka: Co je FPGA a proč se tak nazývá?

Odpověď: Takzvané programovatelné hradlové pole (FPGA) je proto, že jejich struktura je velmi podobná zastaralé formě „hradlového pole“ aplikačně specifického integrovaného obvodu (ASIC).

4. Otázka: Co umí FPGA?

A: FPGA je zvláště užitečné pro aplikačně specifické integrované obvody (ASIC) nebo prototypování procesorů. FPGA lze přeprogramovat, dokud není návrh ASIC nebo procesoru dokončen a nedochází k žádným chybám a nezačne skutečná výroba konečného ASIC. Intel používá k prototypu nového čipu FPGA.

Proč investovat do čističky vzduchu?

● Jak regulátor LTM4641 μModule účinně zabraňuje přepětí?

● Jak měřit přechodovou odezvu spínacího regulátoru?

● Jak tyristorové tyristorové obvody páčidla chrání napájecí zdroje před přepětím?

● Konečný průvodce Zenerovými diodami v roce 2021

Zanechat vzkaz 

Seznam zpráv