FPGA vs. ASIC: apibrėžimai ir skirtumai

FPGA ir ASIC yra du pagrindiniai svarbiausių lustų technologijų tipai, naudojami integriniuose grandynuose. Tačiau jie naudojami įvairiems tikslams, nes daugeliu aspektų skiriasi. Jei nesate aiškūs jų skirtumai arba naudosite juos netinkamoje vietoje, galite patirti nuostolių.

Šiame puslapyje supažindinsime, kas yra FPGA ir ASIC bei jų charakteristikų ir taikomųjų programų skirtumai, galite išsiaiškinti problemą ir sužinoti, kaip išsirinkti tinkamiausią savo verslui per šią dalį. Skaitykime toliau!

Dalijimasis yra rūpestis!

Turinys

● Kas yra ASIC?

● Kas yra FPGA?

● Kuo skiriasi FPGA ir ASIC?

● Dažnai užduodami klausimai

● Išvada

Kas yra ASIC?

ASIC reiškia taikomosios programos integrinį grandyną. Be to, kaip rodo pavadinimas, tai yra lustas, kuris tarnauja tam tikslui, kuriam jis buvo sukurtas, ir neleidžia perprogramuoti ar modifikuoti. O tai savo ruožtu reiškia, kad baigus programavimą jis negali atlikti kitos funkcijos ar vykdyti kitos programos.

Kadangi ASIC dizainas yra skirta konkrečiai funkcijai, tai lemia, kaip lustas gauna savo programavimą. Pats programavimo procesas susideda iš gautos grandinės nuolatinio įtraukimo į silicį.

Kalbant apie programas, ASIC lustų technologija naudojama elektroniniuose įrenginiuose, tokiuose kaip nešiojamieji kompiuteriai, išmanieji telefonai ir televizoriai, kad suprastumėte jų naudojimo sritį.

Kas yra FPGA?

Field Programmable Gate Array arba FPGA tiesiogiai konkuruoja su ASIC lustų technologija. Be to, FPGA iš esmės yra lustas, kurį galima užprogramuoti ir perprogramuoti atlikti daugybę funkcijų bet kuriuo momentu.

Be to, vieną lustą sudaro tūkstančiai vienetų, vadinamų loginiais blokais, kurie yra susieti programuojamomis jungtimis. The FPGA grandinė pagamintas sujungiant kelis konfigūruojamus blokus ir turi standžią vidinę struktūrą. Apibendrinant, FPGA iš esmės yra programuojama ASIC versija.

Apskritai, FPGA suteikia bendrąsias funkcijas, leidžiančias programuoti pagal jūsų specifikacijas. Tačiau, kaip ir dauguma dalykų gyvenime, FPGA universalumas turi šalutinį poveikį. Šiuo atveju tai yra padidėjusi kaina, padidėjęs vidinis vėlavimas ir ribotas analoginis funkcionalumas.

Įvadas į FPGA

Kuo skiriasi FPGA ir ASIC?

Kitose keliose pastraipose pateiksiu FPGA ir ASIC palyginimą taikymo, komercinio gyvybingumo ir technologinių aspektų požiūriu. Konkrečiai, tai yra NRE, dizaino srautas, našumas ir efektyvumas, kaina, energijos suvartojimas, dydis, pateikimo į rinką laikas, konfigūracija, kliūtys patekti į rinką, vieneto kaina, veikimo dažnis, analoginiai dizainai, programos. Turėkite omenyje, kad abi technologijos pasižymi įvairiomis programomis ir kriterijais, ir dažniausiai atsižvelgiama į tai, kas atitinka jūsų individualius poreikius, atsižvelgiant į pasirinkimą.

NRE

NRE reiškia vienkartines inžinerines išlaidas. Kaip galite įsivaizduoti, tame pačiame sakinyje esantys žodžiai pasikartoja ir kainuoja, kiekvienas verslas susirūpina, kai išgirsta šiuos du žodžius. Taigi galima drąsiai teigti, kad tai yra esminis lemiamas veiksnys. Be to, ASIC atveju šis rodiklis yra ypač didelis, o naudojant FPGA jo beveik nėra.

Tačiau pagal didžiąją schemą bendros sąnaudos tampa mažesnės ir mažesnės, kuo svarbesnis kiekis, kurio jums reikia ASIC atžvilgiu. Be to, FPGA gali jums kainuoti daugiau, nes jo individualios išlaidos vienam vienetui yra didesnės nei ASIC.

Dizaino srautas

Kiekvienas inžinierius ir PCB dizaineris renkasi be problemų ir supaprastintą projektavimo procesą. Vien todėl, kad tai, ką darote, yra sudėtinga, nereiškia, kad norite, kad pats procesas būtų sudėtingas. Todėl, kalbant apie dizaino srauto paprastumą, FPGA yra mažiau sudėtinga nei ASIC.

Taip yra dėl FPGA lankstumas, universalumas, trumpesnis pateikimo į rinką laikas ir tai, kad jį galima perprogramuoti. Tuo tarpu naudojant ASIC, jis labiau susijęs su projektavimo srautu, nes jo negalima perprogramuoti, o projektavimo procesui reikia brangių specialių EDA įrankių.

Našumas ir efektyvumas

Kalbant apie našumą, ASIC šiek tiek lenkia FPGA, visų pirma dėl mažesnio energijos suvartojimo ir įvairių galimų funkcijų, kurias galite sudėti į vieną lustą. Be to, FPGA turi griežtesnę vidinę struktūrą, o su ASIC galite suprojektuoti taip, kad jis būtų geresnis energijos suvartojimu ar greičiu.

Kaina

Manoma, kad net ir padidėjus NRE sąnaudoms, ASIC yra ekonomiškai efektyvesnis, palyginti su FPGA, kurios yra pelningos tik tada, kai sukuriama mažesniais kiekiais.

Energijos suvartojimas

Kaip jau minėjau anksčiau, ASIC reikia mažiau energijos ir todėl yra geresnis pasirinkimas nei didesnis energijos suvartojimas FPGA. Ypač naudojant elektroninius prietaisus, kurie maitinami baterijomis.

Dydis

Kalbant apie dydį, tai yra fizikos reikalas. Naudojant ASIC, jo dizainas skirtas vienai funkcijai; todėl jį sudaro būtent tiek vartų, kiek reikia norimam pritaikymui. Tačiau dėl FPGA daugiafunkciškumo vienas įrenginys bus žymiai didesnis dėl savo vidinės struktūros ir konkretaus dydžio, kurio negalite pakeisti.

Patekimo į rinką laikas

Taigi, kaip minėta anksčiau, FPGA leidžia greičiau patekti į rinką nei ASIC dėl savo dizaino srauto paprastumo. Be to, ASIC taip pat reikia maketų, galinių procesų ir išplėstinio tikrinimo, o tai užima daug laiko.

Konfigūracija

 

Apskritai akivaizdžiausias skirtumas tarp FPGA ir ASIC yra programuojamumas. Todėl logiška išvada, kad FPGA siūlo daugiau lankstumo galimybių. FPGA yra ne tik lanksti, bet ir suteikia „karščiojo pakeitimo“ funkciją, leidžiančią modifikuoti net ir naudojant.

Įėjimo kliūtys

 

Įėjimo kliūtys iš esmės reiškia sunkumus įsigyti šias technologijas ir su tuo susijusias išankstines išlaidas. Kalbant apie ASIC, tai yra ypač aukšta dėl NRE ir sudėtingumo dizaino bei veikimo. Ataskaitose nurodoma, kad ASIC plėtra gali siekti milijonus, o naudodami FPGA galite pradėti kurti su mažiau nei keliais grandais (<5000 USD).

Vieneto kaina

 

Nors ASIC NRE yra didesnis, jo vieneto kaina yra mažesnė nei FPGA, todėl jie idealiai tinka masinės gamybos projektavimo projektams.

Darbo dažnis

 

Kalbant apie dizaino specifikacijas, FPGA veikimo dažniai yra riboti. Tai vienas iš tų jo lankstumo šalutinių poveikių (perprogramuojamas). Tačiau naudojant ASIC labiau orientuotą į funkcionalumą, jis gali veikti aukštesniais dažniais.

Analoginiai dizainai

Jei jūsų dizainas yra analoginis, negalėsite naudoti FPGA. Tačiau ASIC atveju galite naudoti analoginę aparatinę įrangą, pvz., RF blokus (Bluetooth ir WiFi), analoginius į skaitmeninius keitiklius ir kt., kad palengvintumėte savo analoginį dizainą.

 

Applicatonai

 

Visų pirma, tai yra faktas, kad lankstumas yra stiprus FPGA pranašumas, todėl jis idealiai tinka įrenginiams ir programoms, kuriuos reikia dažnai keisti, pavyzdžiui, projektuoti. DC / DC reguliatorius naudojamas apsaugai nuo viršįtampių. Tačiau ASIC geriausiai tinka nuolatinėms programoms, kurių nereikia keisti. Apskritai, jei kuriate masinės gamybos tipo projektą, ASIC yra ekonomiškesnis kelias, su sąlyga, kad jūsų įrenginių nereikia konfigūruoti ar perkonfigūruoti.

Dažnai užduodami klausimai

1. Kl.: Ar FPGA neveikia?

A: FPGA tikrai nėra aklavietė. Dėl jų perkonfigūravimo, kol yra ASIC, jie niekada nebus pasenę.

2. Kl.: Ar sunku programuoti naudojant FPGA?

A: FPGA pardavėjai giriasi, kad jų produktai yra ideali alternatyva DSP, CPU ir GPU – net jei jie visi yra viename įrenginyje – tačiau gerai žinoma, kad programinės įrangos inžinieriams juos sunku suprogramuoti, nes jie skiriasi nuo tradicinių procesorių.

3. Kl.: Kas yra FPGA ir kodėl jis taip vadinamas?

A: Vadinamasis lauko programuojamų vartų masyvas (FPGA) yra todėl, kad jų struktūra yra labai panaši į pasenusią specialios programos integrinio grandyno (ASIC) "vartų masyvo" formą.

4. K: Ką gali padaryti FPGA?

Ats.: FPGA ypač naudinga kuriant specifinį integrinį grandyną (ASIC) arba procesoriaus prototipą. FPGA galima perprogramuoti, kol bus baigtas ASIC arba procesoriaus dizainas ir nebus klaidų bei prasidės tikroji galutinio ASIC gamyba. „Intel“ naudoja FPGA, kad sukurtų naujos lusto prototipą.

Išvada

● Kaip LTM4641 μModulio reguliatorius efektyviai apsaugo nuo viršįtampio?

● Kaip išmatuoti trumpalaikį perjungimo reguliatoriaus atsaką?

● Kaip SCR tiristoriaus viršįtampio laužtuvų grandinės apsaugo maitinimo šaltinius nuo viršįtampių?

● Galutinis Zenerio diodų vadovas 2021 m

Palik žinutę 

Žinučių sąrašas