FPGA so với ASIC: Các sai lệch và sự khác biệt

FPGA và ASIC là hai loại công nghệ chip quan trọng nhất được sử dụng trong mạch tích hợp. Nhưng chúng được sử dụng cho những mục đích khác nhau vì có những đặc điểm khác nhau về nhiều mặt. Nếu bạn không rõ sự khác biệt giữa chúng hoặc sử dụng chúng không đúng chỗ, bạn có thể bị lỗ.

Trên trang này, chúng tôi sẽ giới thiệu FPGA và ASIC là gì, sự khác biệt về đặc điểm và ứng dụng giữa chúng, bạn có thể tìm hiểu vấn đề và học cách chọn cái tốt hơn cho doanh nghiệp của mình thông qua bài chia sẻ này. Hãy tiếp tục đọc!

Chia sẻ là quan tâm!

Nội dung

● ASIC là gì?

● FPGA là gì?

● Sự khác biệt giữa FPGA và ASIC là gì?

● Câu Hỏi Thường Gặp

● Kết luận

ASIC là gì?

ASIC là viết tắt của Application-Specific Integrated Circuit. Hơn nữa, như tên của nó, nó là một con chip phục vụ mục đích mà nó đã được thiết kế và không cho phép lập trình lại hoặc sửa đổi. Ngược lại, điều này có nghĩa là nó không thể thực hiện một chức năng khác hoặc thực thi một ứng dụng khác sau khi quá trình lập trình hoàn tất.

Kể từ khi Thiết kế của ASIC là cho một chức năng cụ thể, điều này xác định cách chip nhận chương trình của nó. Quá trình lập trình chính nó bao gồm việc vẽ mạch kết quả cố định vào silicon.

Về mặt ứng dụng, công nghệ chip ASIC đang được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy tính xách tay, điện thoại thông minh và TV, để cho bạn hình dung về phạm vi sử dụng của chúng.

FPGA là gì?

Field Programmable Gate Array hay FPGA đang cạnh tranh trực tiếp với công nghệ chip ASIC. Ngoài ra, về bản chất, FPGA là một con chip có thể được lập trình và lập trình lại để thực hiện nhiều chức năng tại bất kỳ thời điểm nào.

Hơn nữa, một chip đơn bao gồm hàng nghìn đơn vị được gọi là khối logic, được liên kết với các kết nối có thể lập trình được. Các Mạch của FPGA được thực hiện bằng cách kết nối một số khối có thể định cấu hình và nó có cấu trúc bên trong cứng. Tóm lại, FPGA về cơ bản là một phiên bản có thể lập trình được của ASIC.

Nhìn chung, FPGA cung cấp chức năng chung cho phép lập trình theo các thông số kỹ thuật của bạn. Tuy nhiên, giống như hầu hết mọi thứ trong cuộc sống, có những tác dụng phụ về tính linh hoạt của FPGA. Trong trường hợp này, đó là chi phí tăng, độ trễ bên trong tăng và chức năng tương tự bị hạn chế.

Giới thiệu về FPGA

Sự khác biệt giữa FPGA và ASIC là gì?

Trong vài đoạn tiếp theo, tôi sẽ cung cấp một so sánh song song của cả FPGA và ASIC về ứng dụng, khả năng thương mại và các khía cạnh công nghệ. Cụ thể, chúng là NRE, lưu lượng thiết kế, hiệu suất và hiệu suất, chi phí, điện năng tiêu thụ, kích thước, thời gian đưa ra thị trường, cấu hình, rào cản gia nhập, chi phí trên mỗi đơn vị, tần số hoạt động, thiết kế tương tự, ứng dụng. Hãy nhớ rằng cả hai công nghệ đều vượt trội trong các ứng dụng và tiêu chí khác nhau và nó thường chuyển thành công nghệ nào phù hợp với nhu cầu cá nhân của bạn để tham khảo để lựa chọn.

TNMT

NRE là viết tắt của chi phí Kỹ thuật Không Định kỳ. Như bạn có thể tưởng tượng, với các từ định kỳ và chi phí, trong cùng một câu, mọi doanh nghiệp đều lo ngại khi họ nghe thấy hai từ đó. Vì vậy, có thể nói đây là một yếu tố quyết định thiết yếu. Hơn nữa, trong trường hợp của ASIC, điều này đặc biệt cao, trong khi với FPGA, nó gần như không tồn tại.

Tuy nhiên, trong kế hoạch tổng thể, tổng chi phí càng ngày càng thấp thì số lượng bạn yêu cầu về ASIC càng đáng kể. Hơn nữa, FPGA có thể khiến bạn chi phí tổng thể cao hơn vì chi phí riêng lẻ của nó cao hơn trên mỗi đơn vị so với ASIC.

Dòng thiết kế

Mọi kỹ sư và nhà thiết kế PCB thích một quy trình thiết kế đơn giản và không gặp rắc rối hơn. Chỉ vì những gì bạn làm là phức tạp, không có nghĩa là bạn muốn bản thân quá trình đó trở nên phức tạp. Do đó, về tính đơn giản của quy trình thiết kế, FPGA ít phức tạp hơn ASIC.

Điều này là do Tính linh hoạt, tính linh hoạt của FPGA, thời gian đưa ra thị trường ngắn hơn và thực tế là nó có thể lập trình lại. Trong khi đó, với ASIC, nó liên quan nhiều hơn đến quy trình thiết kế vì nó không thể lập trình lại và nó đòi hỏi các công cụ EDA chuyên dụng tốn kém cho quá trình thiết kế.

Hiệu suất và Hiệu quả

Về mặt hiệu suất, ASIC vượt trội hơn FPGA bởi một biên độ nhỏ, chủ yếu là do tiêu thụ điện năng thấp hơn và các chức năng khả thi khác nhau mà bạn có thể xếp vào một chip. Ngoài ra, FPGA có cấu trúc bên trong cứng cáp hơn, trong khi với ASIC, bạn có thể thiết kế nó để vượt trội về mức tiêu thụ điện năng hoặc tốc độ.

Phí Tổn

Ngay cả khi chi phí NRE tăng lên, ASIC được cho là tiết kiệm chi phí hơn, tất cả những thứ được coi là so với FPGA, vốn chỉ có lãi khi được phát triển với số lượng nhỏ hơn.

Công suất tiêu thụ

Như tôi đã đề cập trước đây, ASIC yêu cầu ít năng lượng hơn và do đó cung cấp một tùy chọn tốt hơn tiêu thụ điện năng cao hơn FPGA. Đặc biệt là với các thiết bị điện tử hoạt động bằng pin.

Kích thước máy

Về kích thước, đó là một vấn đề vật lý. Với ASIC, thiết kế của nó dành cho một chức năng; do đó, nó bao gồm chính xác số lượng cổng cần thiết cho ứng dụng mong muốn. Tuy nhiên, với tính đa chức năng của FPGA, một đơn vị sẽ lớn hơn đáng kể, vì cấu trúc bên trong và kích thước cụ thể mà bạn không thể thay đổi.

Đến giờ đi chợ

Vì vậy, như đã đề cập trước đó, FPGA có thời gian đưa ra thị trường nhanh hơn ASIC do tính đơn giản về quy trình thiết kế. Hơn nữa, ASIC cũng yêu cầu bố cục, quy trình kết thúc và xác minh nâng cao, tất cả đều tốn thời gian.

Cấu hình

 

Nhìn chung, sự khác biệt rõ ràng nhất giữa FPGA và ASIC là khả năng lập trình. Do đó, kết luận hợp lý ở đây là FPGA cung cấp nhiều lựa chọn hơn về tính linh hoạt. FPGA không chỉ linh hoạt mà còn cung cấp chức năng “có thể thay thế nóng” cho phép sửa đổi ngay cả khi đang sử dụng.

Rào cản gia nhập

 

Rào cản gia nhập, về bản chất, đề cập đến khó khăn trong việc có được những công nghệ này và chi phí trả trước liên quan đến nó. Theo ASIC, điều này đặc biệt cao do NRE và sự phức tạp của thiết kế cũng như vận hành. Các báo cáo chỉ ra rằng sự phát triển ASIC có thể lên đến hàng triệu, trong khi với FPGA, bạn có thể bắt đầu phát triển với ít hơn một vài nghìn đô la (<$ 5000).

Mỗi đơn vị chi phí

 

Mặc dù ASIC có NRE cao hơn, nhưng chi phí trên mỗi đơn vị của nó lại thấp hơn FPGA, điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho các dự án thiết kế sản xuất hàng loạt.

Tần số hoạt động

 

Về đặc điểm thiết kế, FPGA có tần số hoạt động hạn chế. Đây là một trong những tác dụng phụ của tính linh hoạt của nó (có thể lập trình lại). Tuy nhiên, với cách tiếp cận tập trung hơn vào chức năng của ASIC, nó có thể hoạt động ở tần số cao hơn.

Thiết kế tương tự

Nếu thiết kế của bạn là tương tự, bạn sẽ không thể sử dụng FPGA. Tuy nhiên, trong trường hợp ASIC, bạn có thể sử dụng phần cứng tương tự như khối RF (Bluetooth và WiFi), bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số, v.v. để tạo thuận lợi cho các thiết kế tương tự của bạn.

 

Người nộp đơn

 

Trước hết, có một thực tế là tính linh hoạt là điểm mạnh của FPGA, khiến nó trở nên lý tưởng cho các thiết bị và ứng dụng yêu cầu sửa đổi thường xuyên, chẳng hạn như thiết kế Bộ điều chỉnh DC / DC được sử dụng để bảo vệ quá áp. Tuy nhiên, ASIC phù hợp nhất cho các ứng dụng lâu dài hơn mà không yêu cầu sửa đổi. Nhìn chung, nếu bạn đang thiết kế một dự án sản xuất hàng loạt, ASIC là con đường hiệu quả hơn về chi phí, miễn là thiết bị của bạn không yêu cầu cấu hình hoặc định cấu hình lại.

Những câu hỏi thường gặp

1. Q: FPGA có chết không?

A: FPGA chắc chắn không phải là một ngõ cụt. Do khả năng cấu hình lại của chúng, miễn là ASIC là một thứ, chúng sẽ không bao giờ trở nên lỗi thời.

2. Hỏi: Lập trình trên FPGA có khó không?

Đ: Các nhà cung cấp FPGA tự hào rằng sản phẩm của họ là những lựa chọn thay thế lý tưởng cho DSP, CPU và GPU - ngay cả khi chúng nằm trong một thiết bị - nhưng ai cũng biết rằng chúng rất khó lập trình đối với các kỹ sư phần mềm vì chúng khác với các bộ vi xử lý truyền thống.

3. Q: FPGA là gì và tại sao nó được gọi như vậy?

A: Cái gọi là mảng cổng lập trình trường (FPGA) là vì cấu trúc của chúng rất giống với dạng "mảng cổng" lỗi thời của mạch tích hợp ứng dụng cụ thể (ASIC).

4. Q: FPGA có thể làm gì?

A: FPGA đặc biệt hữu ích cho mạch tích hợp ứng dụng cụ thể (ASIC) hoặc tạo mẫu bộ xử lý. FPGA có thể được lập trình lại cho đến khi hoàn thành thiết kế ASIC hoặc bộ xử lý và không có lỗi, và quá trình sản xuất thực tế của ASIC cuối cùng bắt đầu. Intel sử dụng FPGA để tạo mẫu chip mới.

Kết luận

● Làm thế nào LTM4641 μModule Regulator ngăn chặn hiệu quả quá áp?

● Làm thế nào để đo lường phản ứng tạm thời của bộ điều chỉnh chuyển mạch?

● Làm thế nào SCR Thyristor quá áp mạch Crowbar bảo vệ nguồn điện khỏi quá áp?

● Hướng dẫn cơ bản về điốt Zener vào năm 2021

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn