FPGA vs ASIC: definicións e diferenzas

FPGA e ASIC son os dous tipos de tecnoloxías de chip máis importantes que se usan nos circuítos integrados. Pero utilízanse con fins diferentes porque teñen características diferentes en moitos aspectos. Se non tes claras as diferenzas entre elas ou as utilizas no lugar equivocado, podes sufrir perdas.

Nesta páxina, presentaremos o que é FPGA e ASIC, e as diferenzas de características e aplicacións entre eles, podes descubrir o problema e aprender a elixir o mellor para o teu negocio a través deste recurso compartido. Seguimos lendo!

Compartir é coidar!

contido

● Que é ASIC?

● Que é FPGA?

● Cales son as diferenzas entre FPGA e ASIC?

● FAQ

● Conclusión

Que é ASIC?

ASIC significa circuíto integrado específico de aplicación. Ademais, como o propio nome indica, é un chip que cumpre o propósito para o que foi deseñado e non permite reprogramación nin modificación. O que, á súa vez, significa que non pode realizar outra función nin executar outra aplicación unha vez finalizada a programación.

Unha vez que o Deseño de ASIC é para unha función específica, esta determina como o chip recibe a súa programación. O propio proceso de programación consiste en trazar o circuíto resultante de forma permanente no silicio.

En canto ás aplicacións, a tecnoloxía de chip ASIC úsase en dispositivos electrónicos como portátiles, teléfonos intelixentes e televisores, para que che fagas unha idea do alcance do seu uso.

Que é FPGA?

Field Programmable Gate Array ou FPGA compite directamente coa tecnoloxía de chip ASIC. Ademais, FPGA é, en esencia, un chip que se pode programar e reprogramar para realizar numerosas funcións en calquera momento.

Ademais, un único chip está composto por miles de unidades chamadas bloques lóxicos, que están vinculadas con interconexións programables. O Circuito FPGA faise mediante a conexión de varios bloques configurables, e ten unha estrutura interna ríxida. En resumo, un FPGA é esencialmente unha versión programable dun ASIC.

En xeral, o FPGA ofrece unha funcionalidade xeral que permite programar segundo as súas especificacións. Non obstante, como a maioría das cousas na vida, hai efectos secundarios da versatilidade da FPGA. Neste caso, é un aumento do custo, un aumento do atraso interno e unha funcionalidade analóxica limitada.

Introdución á FPGA

Cales son as diferenzas entre FPGA e ASIC?

Durante os próximos parágrafos, ofrecerei unha comparación lado a lado de FPGA e ASIC en termos de aplicación, viabilidade comercial e aspectos tecnolóxicos. En concreto, son NRE, fluxo de deseño, rendemento e eficiencia, custo, consumo de enerxía, tamaño, tempo de comercialización, configuración, barreiras de entrada, custo unitario, frecuencia de operación, deseños analóxicos, aplicacións. Teña en conta que ambas tecnoloxías destacan en varias aplicacións e criterios, e xeralmente dependen das súas necesidades individuais en referencia á elección.

NRE

NRE significa custos de enxeñería non recorrentes. Como podes imaxinar, coas palabras recorrentes e custos, nunha mesma frase, todos os negocios preocúpanse cando escoitan esas dúas palabras. Polo tanto, é seguro dicir que este é un factor decisivo esencial. Ademais, no caso de ASIC, isto é excepcionalmente alto, mentres que, con FPGA, é case inexistente.

Non obstante, no gran esquema, o custo total é cada vez menor canto máis significativa sexa a cantidade que precisa en termos de ASIC. Ademais, FPGA pode custarche máis en xeral xa que os seus custos individuais son máis altos por unidade que ASIC.

Fluxo de deseño

Todos os enxeñeiros e deseñadores de PCB prefiren un proceso de deseño máis simple e sen problemas. Que o que fas sexa complexo non significa que queiras que o proceso en si sexa complicado. Polo tanto, en canto á sinxeleza do fluxo de deseño, FPGA é sen dúbida menos complicado que ASIC.

Isto é debido ao Flexibilidade, versatilidade de FPGA, menor tempo de comercialización e o feito de que é reprogramable. Mentres que, con ASIC, está máis implicado en termos de fluxo de deseño porque non é reprogramable e require custosas ferramentas EDA dedicadas ao proceso de deseño.

Rendemento e eficiencia

En termos de rendemento, ASIC supera a FPGA por unha pequena marxe, principalmente debido ao menor consumo de enerxía e ás diversas funcionalidades posibles que pode colocar nun único chip. Ademais, a FPGA ten unha estrutura interna máis ríxida, mentres que, cun ASIC, pódese deseñala para que destaque en consumo de enerxía ou velocidade.

Custa

Mesmo co aumento do custo NRE, pénsase que ASIC é máis rendible, considerando todo en comparación cos FPGA, que só son rendibles cando se desenvolven en pequenas cantidades.

Consumo de enerxía

Como mencionei anteriormente, os ASIC requiren menos potencia e, polo tanto, ofrecen unha mellor opción que o maior consumo de enerxía FPGA. Especialmente con dispositivos electrónicos que funcionan con pilas.

tamaño

En canto ao tamaño, é unha cuestión de física. Cun ASIC, o seu deseño é para unha funcionalidade; polo tanto, consiste precisamente no número de portas necesarias para a aplicación desexada. Non obstante, coa multifuncionalidade da FPGA, unha única unidade será significativamente maior, debido á súa estrutura interna e a un tamaño específico que non pode cambiar.

Equipo cho Market

Entón, como se mencionou anteriormente, FPGA ofrece un tempo de comercialización máis rápido que ASIC debido á súa sinxeleza en canto ao fluxo de deseño. Ademais, ASIC tamén require deseños, procesos de back-end e verificación avanzada, todos eles lentos.

configuración

 

En xeral, a diferenza máis aparente entre FPGA e ASIC é a programabilidade. Polo tanto, a conclusión lóxica aquí é que FPGA ofrece máis opcións en termos de flexibilidade. FPGA non só é flexible, senón que tamén proporciona unha funcionalidade "intercambiable en quente" que permite a modificación incluso mentres está en uso.

Barreiras de entrada

 

As barreiras de entrada, en esencia, refírese á dificultade para adquirir estas tecnoloxías e ao custo inicial asociado a elas. En referencia ao ASIC, isto é excepcionalmente alto debido ao NRE e á complexidade do deseño e da operación. Os informes indican que o desenvolvemento de ASIC pode chegar aos millóns, mentres que con FPGA, pode comezar o desenvolvemento con menos duns poucos mil (<$ 5000).

Costo unitario

 

Aínda que ASIC ten un NRE maior, o seu custo por unidade é menor que o da FPGA, o que os fai ideais para proxectos de deseño de produción en masa.

Frecuencia de operación

 

En termos de especificacións de deseño, FPGA ten frecuencias operativas limitadas. Este é un deses efectos secundarios da súa flexibilidade (reprogramable). Non obstante, cun enfoque ASIC máis enfocado á funcionalidade, pode operar a frecuencias máis altas.

Deseños analóxicos

Se os teus deseños son analóxicos, non poderás usar FPGA. Non obstante, no caso de ASIC, podes utilizar hardware analóxico como bloques de RF (Bluetooth e WiFi), conversores de analóxico a dixital e moito máis para facilitar os teus deseños analóxicos.

 

Aplicacións

 

En primeiro lugar, é un feito que a flexibilidade é o forte de FPGA, o que o fai ideal para dispositivos e aplicacións que requiren modificacións frecuentes, como o deseño. Regulador DC/DC usado para protección contra sobretensión. Non obstante, ASIC é o máis adecuado para aplicacións máis permanentes que non requiren modificación. En xeral, se está a deseñar un proxecto de produción en masa, o ASIC é a ruta máis rendible, sempre que os seus dispositivos non necesiten configuración ou reconfiguración.

Preguntas máis frecuentes

1. P: Están mortos os FPGA?

R: FPGA definitivamente non é un camiño sen saída. Debido á súa reconfigurabilidade, mentres ASIC sexa unha cousa, nunca quedarán obsoletos.

2. P: É difícil programar en FPGA?

R: Os provedores de FPGA presumen de que os seus produtos son alternativas ideais para DSP, CPU e GPU - aínda que estean todos nun dispositivo - pero é ben sabido que son difíciles de programar para os enxeñeiros de software porque son diferentes dos procesadores tradicionais.

3. P: Que é FPGA e por que se chama así?

R: A chamada matriz de portas programables de campo (FPGA) débese a que a súa estrutura é moi semellante á forma obsoleta de "matriz de portas" do circuíto integrado específico da aplicación (ASIC).

4. P: Que pode facer FPGA?

R: FPGA é particularmente útil para a creación de prototipos de circuítos integrados específicos (ASIC) ou procesadores. O FPGA pódese reprogramar ata que se complete o deseño do ASIC ou do procesador e non haxa erros, e comeza a fabricación real do ASIC final. Intel usa FPGA para prototipar o novo chip.

Conclusión

● Como o regulador de módulo μ LTM4641 evita de forma eficiente a sobretensión?

● Como medir a resposta transitoria dun regulador de conmutación?

● Como os circuítos de barra de sobretensión de tiristores SCR protexen as fontes de alimentación da sobretensión?

● Unha guía definitiva para diodos Zener en 2021

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes