FPGA ընդդեմ ASIC. սահմանումներ և տարբերություններ

FPGA-ն և ASIC-ը հիմնական չիպային տեխնոլոգիաների երկու հիմնական տեսակներն են, որոնք օգտագործվում են ինտեգրալ սխեմաներում: Բայց դրանք օգտագործվում են տարբեր նպատակների համար, քանի որ տարբեր հատկանիշներ ունեն շատ առումներով: Եթե ​​դուք հստակ չգիտեք դրանց միջև եղած տարբերությունները կամ դրանք սխալ տեղում օգտագործեք, կարող եք կորուստներ կրել:

Այս էջում մենք կներկայացնենք, թե ինչ է FPGA-ն և ASIC-ը, և դրանց միջև բնութագրերի և հավելվածների տարբերությունները, դուք կարող եք պարզել խնդիրը և սովորել, թե ինչպես ընտրել ավելի լավը ձեր բիզնեսի համար այս բաժնետոմսի միջոցով: Եկեք շարունակենք կարդալ!

Կիսելը հոգատար է:

Պարունակություն

● Ի՞նչ է ASIC- ը:

● Ի՞նչ է FPGA- ն:

● Որո՞նք են տարբերությունները FPGA-ի և ASIC-ի միջև:

● FAQ

● Եզրափակում

Ի՞նչ է ASIC- ը:

ASIC նշանակում է Application-Specific Integrated Circuit: Ավելին, ինչպես անունն է ենթադրում, դա չիպ է, որը ծառայում է այն նպատակին, որի համար նախագծվել է և թույլ չի տալիս վերածրագրավորում կամ փոփոխում: Ինչն իր հերթին նշանակում է, որ այն չի կարող կատարել մեկ այլ գործառույթ կամ կատարել մեկ այլ ծրագիր, երբ ծրագրավորումն ավարտվի:

Քանի որ ASIC-ի դիզայն հատուկ գործառույթի համար է, սա որոշում է, թե ինչպես է չիպը ստանում իր ծրագրավորումը: Ծրագրավորման գործընթացն ինքնին բաղկացած է արդյունքի սխեման մշտապես սիլիցիումի մեջ քաշելուց:

Ծրագրերի առումով ASIC չիպային տեխնոլոգիան օգտագործվում է էլեկտրոնային սարքերում, ինչպիսիք են նոութբուքերը, սմարթֆոնները և հեռուստացույցները, որպեսզի պատկերացնեք դրանց օգտագործման շրջանակը:

Ի՞նչ է FPGA- ն:

Field Programmable Gate Array-ը կամ FPGA-ն ուղղակի մրցակցում է ASIC չիպերի տեխնոլոգիայի հետ: Բացի այդ, FPGA-ն, ըստ էության, չիպ է, որը կարող է ծրագրավորվել և վերածրագրավորվել՝ ժամանակի ցանկացած պահի բազմաթիվ գործառույթներ կատարելու համար:

Ավելին, մեկ չիպը բաղկացած է հազարավոր միավորներից, որոնք կոչվում են տրամաբանական բլոկներ, որոնք կապված են ծրագրավորվող փոխկապակցման հետ: Այն FPGA-ի միացում պատրաստված է մի քանի կոնֆիգուրացվող բլոկների միացման միջոցով, և այն ունի կոշտ ներքին կառուցվածք: Ամփոփելով, FPGA-ն ըստ էության ASIC-ի ծրագրավորվող տարբերակն է:

Ընդհանուր առմամբ, FPGA-ն ապահովում է ընդհանուր ֆունկցիոնալություն, որը թույլ է տալիս ծրագրավորել ձեր պահանջներին համապատասխան: Այնուամենայնիվ, ինչպես կյանքում շատ բաներ, կան FPGA-ի բազմակողմանիության կողմնակի ազդեցությունները: Այս դեպքում դա թանկացում է, ներքին ձգձգման ավելացում և անալոգային սահմանափակ գործառույթ:

Ներածություն FPGA-ին

Որո՞նք են տարբերությունները FPGA-ի և ASIC-ի միջև:

Հաջորդ մի քանի պարբերությունների ընթացքում ես կներկայացնեմ FPGA-ի և ASIC-ի կողք կողքի համեմատությունը՝ կիրառման, առևտրային կենսունակության և տեխնոլոգիական ասպեկտների առումով: Մասնավորապես, դրանք են՝ NRE, դիզայնի հոսքը, կատարողականությունը և արդյունավետությունը, արժեքը, էներգիայի սպառումը, չափը, շուկա դուրս գալու ժամանակը, կոնֆիգուրացիան, մուտքի խոչընդոտները, մեկ միավորի արժեքը, գործառնական հաճախականությունը, անալոգային դիզայնը, հավելվածները: Հիշեք, որ երկու տեխնոլոգիաներն էլ գերազանցում են տարբեր կիրառություններում և չափորոշիչներով, և դրանք սովորաբար բաժանվում են այն բանին, որը համապատասխանում է ձեր անհատական ​​կարիքներին՝ կապված ընտրության հետ:

NRE

NRE-ն նշանակում է ոչ կրկնվող ինժեներական ծախսեր: Ինչպես կարող եք պատկերացնել, նույն նախադասության մեջ կրկնվող և ծախսեր բառերով, յուրաքանչյուր բիզնես անհանգստանում է, երբ լսում է այդ երկու բառը: Այսպիսով, կարելի է վստահորեն ասել, որ սա էական որոշիչ գործոն է։ Ավելին, ASIC-ի դեպքում սա բացառիկ բարձր է, մինչդեռ FPGA-ի դեպքում այն ​​գրեթե գոյություն չունի:

Այնուամենայնիվ, մեծ սխեմայում ընդհանուր արժեքը նվազում է և նվազում, որքան ավելի նշանակալի է ձեր պահանջվող քանակությունը ASIC-ի առումով: Ավելին, FPGA-ն կարող է ընդհանուր առմամբ ավելի թանկ արժենալ, քանի որ դրա անհատական ​​ծախսերը մեկ միավորի համար ավելի բարձր են, քան ASIC-ը:

Դիզայնի հոսք

Յուրաքանչյուր ինժեներ և PCB դիզայներ նախընտրում է ավելի անփորձանք և պարզեցված նախագծման գործընթաց: Միայն այն պատճառով, որ ձեր արածը բարդ է, չի նշանակում, որ դուք ցանկանում եք, որ գործընթացն ինքնին բարդ լինի: Հետևաբար, դիզայնի հոսքի պարզության առումով, FPGA-ն ավելի քիչ բարդ է, քան ASIC-ը:

Սա պայմանավորված է FPGA-ի ճկունություն, բազմակողմանիություն, շուկայահանման ավելի կարճ ժամանակ, և այն, որ այն վերածրագրավորելի է: Մինչդեռ ASIC-ի հետ այն ավելի շատ ներգրավված է նախագծման հոսքի առումով, քանի որ այն վերածրագրավորելի չէ, և այն պահանջում է թանկարժեք հատուկ EDA գործիքներ նախագծման գործընթացի համար:

Կատարողականություն և արդյունավետություն

Կատարողականի առումով ASIC-ը գերազանցում է FPGA-ին փոքր տարբերությամբ՝ հիմնականում ցածր էներգիայի սպառման և տարբեր հնարավոր գործառույթների շնորհիվ, որոնք դուք կարող եք շերտավորել մեկ չիպի վրա: Բացի այդ, FPGA-ն ունի ավելի կոշտ ներքին կառուցվածք, մինչդեռ ASIC-ով դուք կարող եք այն ձևավորել, որպեսզի գերազանցի էներգիայի սպառման կամ արագության մեջ:

Արժենալ

Նույնիսկ NRE-ի թանկացման դեպքում ASIC-ը համարվում է ավելի ծախսարդյունավետ՝ հաշվի առնելով FPGA-ի համեմատ բոլոր բաները, որոնք շահավետ են միայն այն դեպքում, երբ մշակվում են ավելի փոքր քանակությամբ:

Էլեկտրաէներգիայի սպառում

Ինչպես նախկինում նշեցի, ASIC-ները պահանջում են ավելի քիչ էներգիա և այդպիսով ապահովում են ավելի լավ տարբերակ, քան ավելի բարձր էներգիայի սպառում FPGA. Հատկապես էլեկտրոնային սարքերի դեպքում, որոնք աշխատում են մարտկոցով:

չափ

Չափերի առումով դա ֆիզիկայի խնդիր է։ ASIC-ով նրա դիզայնը նախատեսված է մեկ ֆունկցիոնալության համար. հետևաբար, այն բաղկացած է հենց ցանկալի կիրառման համար պահանջվող դարպասների քանակից: Այնուամենայնիվ, FPGA-ի բազմաֆունկցիոնալությամբ, մեկ միավորը զգալիորեն ավելի մեծ կլինի, քանի որ դրա ներքին կառուցվածքը և հատուկ չափը դուք չեք կարող փոխել:

Ժամանակն է շուկա

Այսպիսով, ինչպես նշվեց ավելի վաղ, FPGA-ն ավելի արագ ժամանակ է տրամադրում շուկա, քան ASIC-ը՝ դիզայնի հոսքի առումով իր պարզության շնորհիվ: Ավելին, ASIC-ը պահանջում է նաև դասավորություններ, հետևի գործընթացներ և առաջադեմ ստուգում, որոնք բոլորն էլ ժամանակատար են:

Տեսիլ

 

Ընդհանուր առմամբ, FPGA-ի և ASIC-ի միջև առավել ակնհայտ տարբերությունը ծրագրավորելիությունն է: Հետևաբար, այստեղ տրամաբանական եզրակացությունն այն է, որ FPGA-ն ավելի շատ տարբերակներ է առաջարկում ճկունության առումով: FPGA-ն ոչ միայն ճկուն է, այլ նաև ապահովում է «hot-swappable» գործառույթ, որը թույլ է տալիս փոփոխել նույնիսկ օգտագործման ժամանակ:

Մուտքի խոչընդոտները

 

Մուտքի խոչընդոտները, ըստ էության, վերաբերում են այդ տեխնոլոգիաների ձեռքբերման դժվարությանը և դրա հետ կապված նախնական ծախսերին: Ինչ վերաբերում է ASIC-ին, սա բացառիկ բարձր է NRE-ի և դիզայնի, ինչպես նաև շահագործման բարդության պատճառով: Հաշվետվությունները ցույց են տալիս, որ ASIC-ի զարգացումը կարող է տատանվել միլիոնների սահմաններում, մինչդեռ FPGA-ի հետ դուք կարող եք սկսել զարգացումը մի քանի դրամից պակաս գումարով (<5000$):

Մեկ միավորի արժեքը

 

Չնայած ASIC-ն ունի ավելի բարձր NRE, դրա մեկ միավորի արժեքը ավելի քիչ է, քան FPGA-ն, ինչը նրանց դարձնում է իդեալական զանգվածային արտադրության նախագծային նախագծերի համար:

Օպերացիոն հաճախականությունը

 

Դիզայնի բնութագրերի առումով FPGA-ն ունի սահմանափակ գործառնական հաճախականություններ: Սա նրա ճկունության (վերածրագրավորվող) կողմնակի ազդեցություններից մեկն է: Այնուամենայնիվ, ASIC-ի ֆունկցիոնալության նկատմամբ ավելի կենտրոնացված մոտեցման դեպքում այն ​​կարող է գործել ավելի բարձր հաճախականություններով:

Անալոգային դիզայն

Եթե ​​ձեր դիզայնը անալոգային է, դուք չեք կարողանա օգտագործել FPGA: Այնուամենայնիվ, ASIC-ի դեպքում դուք կարող եք օգտագործել անալոգային սարքավորումներ, ինչպիսիք են ՌԴ բլոկները (Bluetooth և WiFi), անալոգային թվային փոխարկիչներ և ավելին՝ ձեր անալոգային դիզայնը հեշտացնելու համար:

 

Հավելվածներ

 

Նախևառաջ, փաստ է, որ ճկունությունը FPGA-ի ուժեղ կոստյումն է, որն այն դարձնում է իդեալական սարքերի և հավելվածների համար, որոնք պահանջում են հաճախակի փոփոխություններ, օրինակ՝ դիզայնը: DC / DC կարգավորիչ, որն օգտագործվում է գերլարման պաշտպանության համար. Այնուամենայնիվ, ASIC-ը լավագույնս հարմար է ավելի մշտական ​​ծրագրերի համար, որոնք փոփոխություններ չեն պահանջում: Ընդհանուր առմամբ, եթե դուք նախագծում եք մասսայական արտադրության տիպի նախագիծ, ASIC-ն առավել ծախսարդյունավետ երթուղի է, եթե ձեր սարքերը չեն պահանջում կարգավորել կամ վերակազմավորել:

Հաճախակի տրվող հարցեր

1. Հարց. FPGA-ն մեռա՞ծ է:

A: FPGA-ն հաստատ փակուղի չէ: Իրենց վերակազմակերպման պատճառով, քանի դեռ ASIC-ը մի բան է, դրանք երբեք չեն հնանա:

2. Հարց. Դժվա՞ր է ծրագրավորել FPGA-ով:

A: FPGA վաճառողները պարծենում են, որ իրենց արտադրանքը իդեալական այլընտրանք է DSP-ին, CPU-ին և GPU-ին, նույնիսկ եթե դրանք բոլորը մեկ սարքում են, բայց հայտնի է, որ դրանք դժվար է ծրագրավորել ինժեներների համար, քանի որ դրանք տարբերվում են ավանդական պրոցեսորներից:

3. Հարց. Ի՞նչ է FPGA-ն և ինչու է այդպես կոչվում:

A: Այսպես կոչված դաշտային ծրագրավորվող դարպասների զանգվածը (FPGA) պայմանավորված է նրանով, որ դրանց կառուցվածքը շատ նման է հնացած «դարպասային զանգված» կիրառական ինտեգրված սխեմայի (ASIC):

4. Հարց. Ի՞նչ կարող է անել FPGA-ն:

A: FPGA-ն հատկապես օգտակար է կիրառական ինտեգրված սխեմայի (ASIC) կամ պրոցեսորի նախատիպավորման համար: FPGA-ն կարող է վերածրագրավորվել մինչև ASIC-ի կամ պրոցեսորի դիզայնի ավարտը, և սխալներ չլինեն, և սկսվի վերջնական ASIC-ի իրական արտադրությունը: Intel-ն օգտագործում է FPGA նոր չիպի նախատիպը:

Եզրափակում

● Ինչպե՞ս է LTM4641 մոդուլի կարգավորիչը արդյունավետորեն կանխում գերլարումը:

● Ինչպե՞ս չափել անջատիչ կարգավորիչի անցողիկ արձագանքը:

● Ինչպե՞ս է SCR թրիստորային գերլարման լամպի սխեմաները պաշտպանում սնուցման աղբյուրները գերլարումից:

● 2021 թվականին Zener դիոդների վերջնական ուղեցույց

Թողնել հաղորդագրություն 

հաղորդագրություն ցուցակ