FPGA pret ASIC: definīcijas un atšķirības

FPGA un ASIC ir divi galvenokārt svarīgāko mikroshēmu tehnoloģiju veidi, ko izmanto integrālajā shēmā. Bet tos izmanto dažādiem mērķiem, jo ​​tiem daudzos aspektos ir atšķirīgas īpašības. Ja jums nav skaidrības par atšķirībām starp tiem vai izmantojat tos nepareizā vietā, jūs varat ciest zaudējumus.

Šajā lapā mēs iepazīstināsim ar to, kas ir FPGA un ASIC, kā arī ar to raksturlielumu un lietojumprogrammu atšķirībām, jūs varat noskaidrot problēmu un uzzināt, kā izvēlēties savam biznesam labāku, izmantojot šo kopīgojumu. Turpināsim lasīt!

Dalīšanās ir rūpes!

saturs

● Kas ir ASIC?

● Kas ir FPGA?

● Kādas ir atšķirības starp FPGA un ASIC?

● FAQ

● Secinājumi

Kas ir ASIC?

ASIC apzīmē lietojumprogrammai specifiskā integrētā shēma. Turklāt, kā norāda nosaukums, tā ir mikroshēma, kas kalpo mērķim, kādam tā ir izstrādāta, un neļauj pārprogrammēt vai modificēt. Tas savukārt nozīmē, ka pēc programmēšanas pabeigšanas tas nevar veikt citu funkciju vai izpildīt citu lietojumprogrammu.

Kopš ASIC dizains ir paredzēta noteiktai funkcijai, tas nosaka, kā mikroshēma saņem savu programmēšanu. Pats programmēšanas process sastāv no iegūtās ķēdes pastāvīgas ievilkšanas silīcijā.

Lietojumprogrammu ziņā ASIC mikroshēmu tehnoloģija tiek izmantota elektroniskās ierīcēs, piemēram, klēpjdatoros, viedtālruņos un televizoros, lai sniegtu priekšstatu par to izmantošanas jomu.

Kas ir FPGA?

Field Programmable Gate Array jeb FPGA tiešā veidā konkurē ar ASIC mikroshēmu tehnoloģiju. Turklāt FPGA būtībā ir mikroshēma, kuru var ieprogrammēt un pārprogrammēt, lai jebkurā brīdī veiktu daudzas funkcijas.

Turklāt viena mikroshēma sastāv no tūkstošiem vienību, ko sauc par loģiskajiem blokiem, kas ir saistīti ar programmējamiem starpsavienojumiem. The FPGA ķēde ir izgatavots, savienojot vairākus konfigurējamus blokus, un tam ir stingra iekšējā struktūra. Rezumējot, FPGA būtībā ir ASIC programmējama versija.

Kopumā FPGA nodrošina vispārēju funkcionalitāti, kas ļauj programmēt atbilstoši jūsu specifikācijām. Tomēr, tāpat kā lielākajā daļā lietu dzīvē, FPGA daudzpusībai ir blakusparādības. Šajā gadījumā tās ir palielinātas izmaksas, palielināta iekšējā aizkave un ierobežota analogā funkcionalitāte.

Ievads FPGA

Kādas ir atšķirības starp FPGA un ASIC?

Nākamajās rindkopās es sniegšu gan FPGA, gan ASIC salīdzinājumu pielietojuma, komerciālās dzīvotspējas un tehnoloģisko aspektu ziņā. Konkrētāk, tie ir NRE, dizaina plūsma, veiktspēja un efektivitāte, izmaksas, enerģijas patēriņš, izmērs, laiks līdz tirgum, konfigurācija, šķēršļi ienākšanai tirgū, vienības izmaksas, darbības frekvence, analogie dizaini, lietojumprogrammas. Ņemiet vērā, ka abas tehnoloģijas izceļas ar dažādām lietojumprogrammām un kritērijiem, un parasti tiek noteikts, kas atbilst jūsu individuālajām vajadzībām atkarībā no izvēles.

NRE

NRE apzīmē vienreizējās inženierijas izmaksas. Kā jūs varat iedomāties, ja vienā teikumā ir vārdi “atkārtošanās un izmaksas”, katrs uzņēmums ir nobažījies, dzirdot šos divus vārdus. Tātad, var droši teikt, ka tas ir būtisks izšķirošais faktors. Turklāt ASIC gadījumā tas ir ārkārtīgi augsts, savukārt FPGA gadījumā tas gandrīz nepastāv.

Tomēr lielajā shēmā kopējās izmaksas kļūst arvien zemākas un zemākas, jo svarīgāks ir nepieciešamais daudzums ASIC izteiksmē. Turklāt FPGA kopumā var maksāt vairāk, jo tās individuālās izmaksas par vienību ir augstākas nekā ASIC.

Dizaina plūsma

Katrs inženieris un PCB dizainers dod priekšroku bezproblēmām un vienkāršākam projektēšanas procesam. Tas, ka tas, ko jūs darāt, ir sarežģīts, nenozīmē, ka vēlaties, lai process būtu sarežģīts. Tāpēc dizaina plūsmas vienkāršības ziņā FPGA ir mazāk sarežģīta nekā ASIC.

Tas ir saistīts ar FPGA elastība, daudzpusība, īsāks laiks laišanai tirgū un fakts, ka tas ir pārprogrammējams. Tā kā, izmantojot ASIC, tas ir vairāk iesaistīts projektēšanas plūsmā, jo tas nav pārprogrammējams un projektēšanas procesam ir nepieciešami dārgi īpaši EDA rīki.

Veiktspēja un efektivitāte

Veiktspējas ziņā ASIC ar nelielu starpību pārspēj FPGA, galvenokārt pateicoties mazākam enerģijas patēriņam un dažādām iespējamām funkcionalitātēm, kuras varat slāņot vienā mikroshēmā. Turklāt FPGA ir stingrāka iekšējā struktūra, savukārt, izmantojot ASIC, jūs varat to izveidot tā, lai tas būtu izcils enerģijas patēriņa vai ātruma ziņā.

Izmaksas

Pat pieaugot NRE izmaksām, tiek uzskatīts, ka ASIC ir rentablāks, salīdzinot ar FPGA, kas ir rentabli tikai tad, ja tie tiek izstrādāti mazākos daudzumos.

Enerģijas patēriņš

Kā jau minēju iepriekš, ASIC ir nepieciešams mazāk enerģijas, un tādējādi tie nodrošina labāku iespēju nekā lielāks enerģijas patēriņš FPGA. Īpaši ar elektroniskām ierīcēm, kas darbojas ar baterijām.

Izmēri

Runājot par izmēru, tas ir fizikas jautājums. Izmantojot ASIC, tā dizains ir paredzēts vienai funkcionalitātei; tāpēc tas sastāv no tieši tāda vārtu skaita, kāds nepieciešams vēlamajam pielietojumam. Tomēr, izmantojot FPGA daudzfunkcionalitāti, viena vienība būs ievērojami lielāka tās iekšējās struktūras un īpašā izmēra dēļ, ko nevar mainīt.

Laiks, lai tirgus

Tātad, kā minēts iepriekš, FPGA piedāvā ātrāku laiku nekā ASIC, pateicoties tā vienkāršībai dizaina plūsmas ziņā. Turklāt ASIC ir nepieciešami arī izkārtojumi, aizmugures procesi un uzlabota pārbaude, un tas viss ir laikietilpīgs.

Konfigurācija

 

Kopumā visredzamākā atšķirība starp FPGA un ASIC ir programmējamība. Tāpēc loģisks secinājums šeit ir tāds, ka FPGA piedāvā vairāk iespēju elastības ziņā. FPGA ir ne tikai elastīga, bet arī nodrošina "karstās maiņas" funkcionalitāti, kas ļauj veikt izmaiņas pat lietošanas laikā.

Iekļūšanas šķēršļi

 

Šķēršļi ienākšanai būtībā attiecas uz grūtībām iegūt šīs tehnoloģijas un ar to saistītajām sākotnējām izmaksām. Atsaucoties uz ASIC, tas ir ārkārtīgi augsts NRE un dizaina, kā arī darbības sarežģītības dēļ. Pārskati liecina, ka ASIC izstrāde var sasniegt miljonus, turpretim, izmantojot FPGA, jūs varat sākt izstrādi ar mazāk nekā dažiem grandiem (<5000 USD).

Vienības izmaksas

 

Lai gan ASIC ir augstāks NRE, tās vienības izmaksas ir mazākas nekā FPGA, kas padara tos ideāli piemērotus masveida ražošanas projektēšanas projektiem.

darbības frekvence

 

Runājot par konstrukcijas specifikācijām, FPGA ir ierobežotas darbības frekvences. Šī ir viena no tās elastības blakusparādībām (pārprogrammējama). Tomēr, izmantojot ASIC mērķtiecīgāku pieeju funkcionalitātei, tas var darboties augstākās frekvencēs.

Analogie modeļi

Ja jūsu dizains ir analogs, jūs nevarēsit izmantot FPGA. Tomēr ASIC gadījumā varat izmantot analogo aparatūru, piemēram, RF blokus (Bluetooth un WiFi), analogo-digitālo pārveidotājus un daudz ko citu, lai atvieglotu analogo dizainu.

 

Lietojumprogrammas

 

Pirmkārt, tas ir fakts, ka elastība ir FPGA stiprā puse, kas padara to ideāli piemērotu ierīcēm un lietojumprogrammām, kurām nepieciešama biežas modifikācijas, piemēram, projektēšana. Līdzstrāvas / līdzstrāvas regulators, ko izmanto pārsprieguma aizsardzībai. Tomēr ASIC ir vislabāk piemērota pastāvīgākām lietojumprogrammām, kurām nav nepieciešamas izmaiņas. Kopumā, ja plānojat masveida ražošanas tipa projektu, ASIC ir izmaksu ziņā efektīvākais ceļš, ja jūsu ierīcēm nav nepieciešama konfigurēšana vai pārkonfigurēšana.

Biežāk uzdotie jautājumi

1. J: Vai FPGA ir miris?

A: FPGA noteikti nav strupceļš. To pārkonfigurējamības dēļ, kamēr vien pastāv ASIC, tie nekad nenovecos.

2. J: Vai ir grūti programmēt uz FPGA?

A: FPGA pārdevēji lepojas, ka viņu produkti ir ideālas alternatīvas DSP, CPU un GPU — pat ja tie visi atrodas vienā ierīcē —, taču ir labi zināms, ka programmatūras inženieriem tos ir grūti ieprogrammēt, jo tie atšķiras no tradicionālajiem procesoriem.

3. J: Kas ir FPGA un kāpēc to tā sauc?

A: Tā sauktais lauka programmējamo vārtu masīvs (FPGA) ir tāpēc, ka to struktūra ir ļoti līdzīga novecojušajai lietojumprogrammas integrālās shēmas (ASIC) "vārtu masīva" formai.

4. J: Ko var darīt FPGA?

A: FPGA ir īpaši noderīga lietojumprogrammai specifiskai integrētajai shēmai (ASIC) vai procesora prototipēšanai. FPGA var pārprogrammēt, līdz ASIC vai procesora dizains ir pabeigts un nav kļūdu, un sākas faktiskā galīgā ASIC ražošana. Intel izmanto FPGA, lai izveidotu jaunās mikroshēmas prototipu.

Secinājumi

● Kā LTM4641 μModuļa regulators efektīvi novērš pārspriegumu?

● Kā izmērīt pārslēgšanas regulatora īslaicīgu reakciju?

● Kā SCR tiristoru pārsprieguma lauznis ķēdes aizsargā barošanas avotus no pārsprieguma?

● Galīgais Zenera diožu ceļvedis 2021. gadā

Atstāj ziņu 

Message saraksts