FPGA ve ASIC: Tanımlar ve Farklılıklar

FPGA ve ASIC, entegre devrede kullanılan en önemli çip teknolojilerinin iki temel türüdür. Fakat birçok yönden farklı özelliklere sahip oldukları için farklı amaçlar için kullanılırlar. Aralarındaki farklar konusunda net değilseniz veya yanlış yerde kullanırsanız kayıplar yaşayabilirsiniz.

Bu sayfada FPGA ve ASIC nedir, aralarındaki özellik ve uygulama farklarını anlatacağız, bu paylaşım sayesinde sorunu öğrenebilir ve işletmeniz için daha iyisini nasıl seçeceğinizi öğrenebilirsiniz. Okumaya devam edelim!

Paylaşmak önemsemektir!

içerik

● ASIC nedir?

● FPGA nedir?

● FPGA ve ASIC arasındaki farklar nelerdir?

● SSS

● Sonuç

ASIC nedir?

ASIC, Uygulamaya Özel Entegre Devre anlamına gelir. Ayrıca adından da anlaşılacağı gibi tasarlanma amacına hizmet eden ve yeniden programlamaya veya değişikliğe izin vermeyen bir çiptir. Bu da, programlama tamamlandıktan sonra başka bir işlevi yerine getiremeyeceği veya başka bir uygulamayı yürütemeyeceği anlamına gelir.

Yana ASIC'in tasarımı belirli bir işlev içindir, bu çipin programlamasını nasıl alacağını belirler. Programlama sürecinin kendisi, elde edilen devrenin kalıcı olarak silikonun içine çekilmesinden oluşur.

Uygulamalar açısından, ASIC çip teknolojisi, kullanım kapsamı hakkında size bir fikir vermek için dizüstü bilgisayarlar, akıllı telefonlar ve TV'ler gibi elektronik cihazlarda kullanılmaktadır.

FPGA nedir?

Sahada Programlanabilir Kapı Dizisi veya FPGA, ASIC çip teknolojisi ile doğrudan rekabet halindedir. Ayrıca FPGA, özünde, zaman içinde herhangi bir noktada çok sayıda işlevi yerine getirmek üzere programlanabilen ve yeniden programlanabilen bir çiptir.

Ayrıca, tek bir çip, programlanabilir ara bağlantılarla bağlantılı mantık blokları adı verilen binlerce birimden oluşur. bu FPGA'nın devresi konfigüre edilebilir birkaç bloğun birleştirilmesiyle yapılır ve rijit bir iç yapıya sahiptir. Özetle, bir FPGA esasen bir ASIC'nin programlanabilir bir versiyonudur.

Genel olarak, FPGA, spesifikasyonlarınıza göre programlamaya izin veren genel işlevsellik sağlar. Ancak, hayattaki çoğu şey gibi, FPGA'nın çok yönlülüğünün de yan etkileri vardır. Bu durumda, artan bir maliyet, artan dahili gecikme ve sınırlı analog işlevselliktir.

FPGA'ya Giriş

FPGA ve ASIC arasındaki farklar nelerdir?

Sonraki birkaç paragrafta, uygulama, ticari uygulanabilirlik ve teknolojik yönler açısından hem FPGA hem de ASIC'nin yan yana karşılaştırmasını sunacağım. Spesifik olarak, bunlar NRE, tasarım akışı, performans ve verimlilik, maliyet, güç tüketimi, boyut, pazara sunma süresi, yapılandırma, giriş engelleri, birim maliyet başına, çalışma frekansı, analog tasarımlar, uygulamalardır. Her iki teknolojinin de çeşitli uygulamalarda ve kriterlerde üstün olduğunu ve genellikle seçimle ilgili olarak bireysel ihtiyaçlarınıza uygun olana dönüştüğünü unutmayın.

NRE

NRE, Yinelenmeyen Mühendislik maliyetleri anlamına gelir. Tahmin edebileceğiniz gibi, yinelenen kelimeler ve maliyetler aynı cümlede, her işletme bu iki kelimeyi duyunca endişeleniyor. Bu nedenle, bunun önemli bir karar faktörü olduğunu söylemek güvenlidir. Ayrıca, ASIC durumunda bu son derece yüksektir, oysa FPGA ile neredeyse yoktur.

Bununla birlikte, büyük şemada, ASIC açısından ihtiyaç duyduğunuz miktar ne kadar önemli olursa, toplam maliyet de o kadar düşer ve düşer. Ayrıca, bireysel maliyetleri ASIC'den daha yüksek olduğundan, FPGA size genel olarak daha pahalıya mal olabilir.

Tasarım akışı

Her mühendis ve PCB tasarımcısı daha sorunsuz ve basit bir tasarım sürecini tercih eder. Yaptığınız şeyin karmaşık olması, sürecin kendisinin karmaşık olmasını istediğiniz anlamına gelmez. Bu nedenle, tasarım akışının basitliği açısından, FPGA, ASIC'den daha az karmaşıktır.

Bu, FPGA'nın esnekliği, çok yönlülüğü, daha kısa piyasaya sürme süresi ve yeniden programlanabilir olması. Oysa ASIC ile, yeniden programlanamadığı için tasarım akışı açısından daha fazla yer alır ve tasarım süreci için maliyetli özel EDA araçları gerektirir.

Performans ve Verimlilik

Performans açısından ASIC, temel olarak daha düşük güç tüketimi ve tek bir yonga üzerinde katman oluşturabileceğiniz çeşitli olası işlevler nedeniyle FPGA'dan küçük bir farkla daha iyi performans gösterir. Ayrıca, FPGA daha katı bir iç yapıya sahiptir, oysa ASIC ile onu güç tüketimi veya hız açısından mükemmel olacak şekilde tasarlayabilirsiniz.

Ücret

Artan NRE maliyetiyle bile, ASIC'in daha uygun maliyetli olduğu düşünülür, her şey FPGA ile karşılaştırıldığında, yalnızca daha küçük miktarlarda geliştirildiğinde karlı olan her şey düşünülür.

Güç tüketimi

Daha önce bahsettiğim gibi, ASIC'ler daha az güç gerektirir ve bu nedenle, ASIC'lerden daha iyi bir seçenek sunar. daha yüksek güç tüketimi FPGA. Özellikle pille çalışan elektronik cihazlarda.

beden

Boyut açısından, bu bir fizik meselesidir. ASIC ile tasarımı tek bir işlevsellik içindir; bu nedenle tam olarak istenen uygulama için gereken sayıda kapıdan oluşur. Ancak, FPGA'nın çok işlevliliği ile, iç yapısı ve değiştiremeyeceğiniz belirli bir boyut nedeniyle tek bir birim önemli ölçüde daha büyük olacaktır.

Market zamanı

Bu nedenle, daha önce belirtildiği gibi, FPGA, tasarım akışı açısından basitliği nedeniyle ASIC'den daha hızlı pazara sunma süresi sağlar. Ayrıca ASIC, tümü zaman alan düzenler, arka uç süreçleri ve gelişmiş doğrulama gerektirir.

yapılandırma

 

Genel olarak, FPGA ve ASIC arasındaki en belirgin fark programlanabilirliktir. Bu nedenle, buradaki mantıklı sonuç, FPGA'nın esneklik açısından daha fazla seçenek sunduğudur. FPGA sadece esnek olmakla kalmaz, aynı zamanda kullanımdayken bile değişiklik yapılmasına izin veren "çalışırken değiştirilebilir" işlevsellik sağlar.

Giriş engelleri

 

Giriş engelleri, özünde, bu teknolojileri edinmenin zorluğunu ve bununla ilişkili ön maliyeti ifade eder. ASIC ile ilgili olarak, bu, NRE ve tasarımın yanı sıra operasyonun karmaşıklığı nedeniyle son derece yüksektir. Raporlar, ASIC geliştirmesinin milyonlara kadar değişebileceğini, oysa FPGA ile geliştirmeye birkaç bin dolardan daha azıyla (<5000$) başlayabileceğinizi gösteriyor.

Birim Maliyet Başına

 

ASIC daha yüksek bir NRE'ye sahip olmasına rağmen, birim başına maliyeti FPGA'dan daha düşüktür, bu da onları seri üretim tasarım projeleri için ideal kılar.

Çalışma Frekansı

 

Tasarım özellikleri açısından, FPGA sınırlı çalışma frekanslarına sahiptir. Bu, esnekliğinin (yeniden programlanabilir) yan etkilerinden biridir. Bununla birlikte, ASIC'in işlevselliğe daha odaklı yaklaşımıyla, daha yüksek frekanslarda çalışabilir.

Analog Tasarımlar

Tasarımlarınız analog ise FPGA kullanamazsınız. Ancak ASIC durumunda, analog tasarımlarınızı kolaylaştırmak için RF blokları (Bluetooth ve WiFi), analogdan dijitale dönüştürücüler ve daha fazlası gibi analog donanımları kullanabilirsiniz.

 

Başvurular

 

Her şeyden önce, esnekliğin FPGA'nın güçlü takımı olduğu bir gerçektir, bu da onu tasarım gibi sık değişiklik gerektiren cihazlar ve uygulamalar için ideal kılar. Aşırı gerilim koruması için kullanılan DC/DC regülatör. Ancak ASIC, değişiklik gerektirmeyen daha kalıcı uygulamalar için en uygun yöntemdir. Genel olarak, seri üretim tipi bir proje tasarlıyorsanız, cihazlarınızın yapılandırma veya yeniden yapılandırma gerektirmemesi koşuluyla ASIC gitmek için daha uygun maliyetli yoldur.

Sık Sorulan Sorular

1. S: FPGA Öldü mü?

C: FPGA kesinlikle bir çıkmaz sokak değildir. Yeniden yapılandırılabilirlikleri nedeniyle ASIC bir şey olduğu sürece asla eskimeyecekler.

2. S: FPGA Üzerinde Programlamak Zor mu?

C: FPGA satıcıları, ürünlerinin DSP, CPU ve GPU'ya ideal alternatifler olmakla övünür - hepsi tek bir cihazda olsalar bile - ancak geleneksel işlemcilerden farklı oldukları için yazılım mühendislerinin programlamasının zor olduğu iyi bilinir.

3. S: FPGA Nedir ve Neden Böyle Adlandırılır?

C: Alanda programlanabilir kapı dizisi (FPGA) olarak adlandırılanlar, yapılarının, uygulamaya özel entegre devrenin (ASIC) eski "geçit dizisi" biçimine çok benzemesidir.

4. S: FPGA Ne Yapabilir?

C: FPGA, uygulamaya özel entegre devre (ASIC) veya işlemci prototipleme için özellikle kullanışlıdır. FPGA, ASIC veya işlemci tasarımı tamamlanana ve herhangi bir hata kalmayana ve nihai ASIC'in fiili üretimi başlayana kadar yeniden programlanabilir. Intel, yeni çipin prototipini oluşturmak için FPGA kullanıyor.

Sonuç

● LTM4641 μModule Regülatörü Aşırı Gerilimi Nasıl Etkili Bir Şekilde Önler?

● Bir Anahtarlamalı Regülatörün Geçici Tepkisi Nasıl Ölçülür?

● SCR Tristör Aşırı Gerilim Levye Devreleri Güç Kaynaklarını Aşırı Gerilimden Nasıl Korur?

● 2021'de Zener Diyotları İçin Nihai Kılavuz

Mesaj bırakın 

İleti listesi