FPGA versus ASIC: definities en verschillen

FPGA en ASIC zijn de twee hoofdtypen van de belangrijkste chiptechnologieën die in geïntegreerde schakelingen worden gebruikt. Maar ze worden voor verschillende doeleinden gebruikt omdat ze in veel opzichten verschillende kenmerken hebben. Als u niet duidelijk bent met de verschillen ertussen of ze op de verkeerde plaats gebruikt, kunt u verliezen lijden.

Op deze pagina zullen we introduceren wat FPGA en ASIC is, en de verschillen in kenmerken en toepassingen daartussen, u kunt het probleem achterhalen en leren hoe u de beste voor uw bedrijf kunt kiezen via dit aandeel. Laten we blijven lezen!

Delen is zorgzaam!

Content

● Wat is ASIC?

● Wat is FPGA?

● Wat zijn de verschillen tussen FPGA en ASIC?

● FAQ

● Conclusie

Wat is ASIC?

ASIC staat voor Application Specific Integrated Circuit. Bovendien is het, zoals de naam al aangeeft, een chip die het doel dient waarvoor hij is ontworpen en die herprogrammering of wijziging niet toestaat. Wat op zijn beurt betekent dat het geen andere functie kan uitvoeren of een andere toepassing kan uitvoeren als het programmeren eenmaal is voltooid.

Aangezien de ASIC's ontwerp is voor een specifieke functie, dit bepaalt hoe de chip zijn programmering ontvangt. Het programmeerproces zelf bestaat erin het resulterende circuit permanent in het silicium te trekken.

Wat toepassingen betreft, wordt ASIC-chiptechnologie gebruikt in elektronische apparaten zoals laptops, smartphones en tv's, om u een idee te geven van de omvang van hun gebruik.

Wat is FPGA?

Field Programmable Gate Array of FPGA concurreert rechtstreeks met ASIC-chiptechnologie. Ook is FPGA in wezen een chip die kan worden geprogrammeerd en geherprogrammeerd om op elk moment meerdere functies uit te voeren.

Bovendien bestaat een enkele chip uit duizenden eenheden, logische blokken genaamd, die zijn verbonden met programmeerbare verbindingen. De FPGA's circuit is gemaakt door verschillende configureerbare blokken met elkaar te verbinden en heeft een stijve interne structuur. Samengevat is een FPGA in wezen een programmeerbare versie van een ASIC.

Over het algemeen biedt de FPGA algemene functionaliteit waarmee u kunt programmeren volgens uw specificaties. Zoals de meeste dingen in het leven, zijn er echter bijwerkingen van de veelzijdigheid van FPGA. In dit geval zijn het hogere kosten, verhoogde interne vertraging en beperkte analoge functionaliteit.

De inleiding tot de FPGA

Wat zijn de verschillen tussen FPGA en ASIC?

In de volgende paragrafen zal ik een zij-aan-zij vergelijking geven van zowel FPGA als ASIC in termen van toepassing, commerciële levensvatbaarheid en technologische aspecten. Dit zijn met name NRE, ontwerpstroom, prestatie en efficiëntie, kosten, energieverbruik, grootte, time-to-market, configuratie, toetredingsdrempels, kosten per eenheid, werkfrequentie, analoge ontwerpen, toepassingen. Houd er rekening mee dat beide technologieën uitblinken in verschillende toepassingen en criteria, en het hangt er meestal van af welke past bij uw individuele behoeften met betrekking tot keuze.

NRE

NRE staat voor Eenmalige Engineeringkosten. Zoals je je kunt voorstellen, met de woorden terugkerend en kosten, in dezelfde zin, maakt elk bedrijf zich zorgen als ze die twee woorden horen. Het is dus veilig om te zeggen dat dit een essentiële beslissingsfactor is. Bovendien is dit in het geval van ASIC uitzonderlijk hoog, terwijl dit bij FPGA bijna niet bestaat.

In het grote schema worden de totale kosten echter lager en lager naarmate de hoeveelheid die u nodig heeft in termen van ASIC groter is. Bovendien kan FPGA u in het algemeen meer kosten, omdat de afzonderlijke kosten per eenheid hoger zijn dan ASIC.

Ontwerpstroom

Elke ingenieur en PCB-ontwerper geeft de voorkeur aan een meer probleemloos en simplistisch ontwerpproces. Alleen omdat wat je doet complex is, wil nog niet zeggen dat je wilt dat het proces zelf ingewikkeld is. Daarom is FPGA, in termen van de eenvoud van ontwerpstroom, zonder twijfel minder gecompliceerd dan ASIC.

Dit komt door de De flexibiliteit, veelzijdigheid van FPGA, kortere time-to-market en het feit dat het herprogrammeerbaar is. Terwijl het met ASIC meer betrokken is in termen van ontwerpstroom omdat het niet herprogrammeerbaar is en het dure speciale EDA-tools vereist voor het ontwerpproces.

Prestaties en efficiëntie

Wat de prestaties betreft, presteert ASIC met een kleine marge beter dan FPGA, voornamelijk vanwege het lagere stroomverbruik en de verschillende mogelijke functionaliteiten die u op een enkele chip kunt stapelen. Ook heeft FPGA een stijvere interne structuur, terwijl u met een ASIC het ontwerp kunt ontwerpen om uit te blinken in stroomverbruik of snelheid.

Kosten

Zelfs met de hogere NRE-kosten wordt aangenomen dat ASIC kosteneffectiever is, alles in aanmerking genomen in vergelijking met FPGA, dat alleen winstgevend is als het in kleinere hoeveelheden wordt ontwikkeld.

Energieverbruik

Zoals ik eerder al zei, vereisen ASIC's minder stroom en bieden ze dus een betere optie dan de hoger stroomverbruik FPGA. Zeker bij elektronische apparaten die op batterijen werken.

Maat

Qua grootte is het een kwestie van natuurkunde. Met een ASIC is het ontwerp voor één functionaliteit; daarom bestaat het uit precies het aantal poorten dat nodig is voor de gewenste toepassing. Met de multifunctionaliteit van FPGA zal een enkele unit echter aanzienlijk groter zijn, vanwege de interne structuur en een specifieke grootte die u niet kunt veranderen.

Time to Market

Dus, zoals eerder vermeld, biedt FPGA een snellere time-to-market dan ASIC vanwege de eenvoud in termen van de ontwerpstroom. Bovendien vereist ASIC ook lay-outs, back-endprocessen en geavanceerde verificatie, die allemaal tijdrovend zijn.

Configuratie

 

Over het algemeen is het meest duidelijke verschil tussen FPGA en ASIC programmeerbaarheid. De logische conclusie hier is dan ook dat FPGA meer mogelijkheden biedt op het gebied van flexibiliteit. FPGA is niet alleen flexibel, maar ze bieden ook "hot-swappable" functionaliteit die aanpassingen mogelijk maakt, zelfs tijdens gebruik.

Belemmeringen voor toegang

 

Toetredingsdrempels verwijzen in wezen naar de moeilijkheid om deze technologieën te verwerven en de daaraan verbonden kosten. Met betrekking tot ASIC is dit uitzonderlijk hoog vanwege NRE en de complexiteit van ontwerp en bediening. Rapporten geven aan dat ASIC-ontwikkeling in de miljoenen kan lopen, terwijl u met FPGA kunt beginnen met ontwikkelen met minder dan een paar duizend (< $ 5000).

Kosten per eenheid

 

Hoewel ASIC een hogere NRE heeft, zijn de kosten per eenheid lager dan die van FPGA, waardoor ze ideaal zijn voor ontwerpprojecten voor massaproductie.

Werkfrequentie

 

In termen van ontwerpspecificaties heeft FPGA beperkte werkfrequenties. Dit is een van die bijwerkingen van zijn flexibiliteit (herprogrammeerbaar). Met een meer gerichte ASIC-benadering van functionaliteit kan het echter op hogere frequenties werken.

Analoge ontwerpen

Als uw ontwerpen analoog zijn, kunt u geen FPGA gebruiken. In het geval van ASIC kunt u echter analoge hardware zoals RF-blokken (Bluetooth en WiFi), analoog-naar-digitaal-converters en meer gebruiken om uw analoge ontwerpen te vergemakkelijken.

 

applicatons

 

Allereerst is het een feit dat flexibiliteit het sterke punt van FPGA is, wat het ideaal maakt voor apparaten en toepassingen die frequente aanpassingen vereisen, zoals het ontwerpen van DC / DC-regelaar gebruikt voor overspanningsbeveiliging. ASIC is echter het meest geschikt voor meer permanente toepassingen die niet hoeven te worden gewijzigd. Als u een project van het type massaproductie ontwerpt, is de ASIC over het algemeen de meest kosteneffectieve manier om te gaan, op voorwaarde dat uw apparaten niet hoeven te worden geconfigureerd of opnieuw geconfigureerd.

Veelgestelde Vragen / FAQ

1. V: Is FPGA dood?

A: FPGA is zeker geen doodlopende weg. Vanwege hun herconfigureerbaarheid zullen ze, zolang ASIC een ding is, nooit verouderd raken.

2. V: Is het moeilijk om op FPGA te programmeren?

A: FPGA-leveranciers scheppen op dat hun producten ideale alternatieven zijn voor DSP, CPU en GPU - zelfs als ze allemaal in één apparaat zitten - maar het is algemeen bekend dat ze voor software-engineers moeilijk te programmeren zijn omdat ze anders zijn dan traditionele processors.

3. V: Wat is FPGA en waarom wordt het zo genoemd?

A: De zogenaamde veldprogrammeerbare poortarray (FPGA) is omdat hun structuur erg lijkt op de verouderde "gate array"-vorm van toepassingsspecifieke geïntegreerde schakelingen (ASIC).

4. V: Wat kan FPGA doen?

A: FPGA is met name handig voor toepassingsspecifieke geïntegreerde schakelingen (ASIC) of processorprototyping. De FPGA kan opnieuw worden geprogrammeerd totdat het ASIC- of processorontwerp is voltooid en er geen fouten meer zijn, en de daadwerkelijke fabricage van de uiteindelijke ASIC begint. Intel gebruikt FPGA om een ​​prototype van de nieuwe chip te maken.

Conclusie

● Hoe LTM4641 μModule Regulator efficiënt overspanning voorkomt?

● Hoe de voorbijgaande respons van een schakelende regelaar te meten?

● Hoe SCR Thyristor Overvoltage Crowbar Circuits voedingen beschermen tegen overspanning?

● Een ultieme gids voor zenerdiodes in 2021

Laat een bericht achter 

Message List