FPGA 與 ASIC：定義和差異

FPGA和ASIC是集成電路中最重要的兩種主要芯片技術。 但是它們用於不同的目的，因為它們在許多方面具有不同的特性。 如果您不清楚它們之間的區別或將它們用在錯誤的地方，您可能會遭受損失。

在這個頁面上，我們將介紹什麼是FPGA和ASIC，以及它們之間的特性和應用差異，您可以通過這個分享找出問題並學習如何為您的業務選擇更好的。 讓我們繼續閱讀！

分享是關懷！

內容

● 什麼是ASIC？

● 什麼是FPGA？

● FPGA和ASIC有什麼區別？

● 常見問題

● 結論

什麼是ASIC？

ASIC 代表專用集成電路。 此外，顧名思義，它是一種用於其設計目的的芯片，不允許重新編程或修改。 反過來，這意味著一旦編程完成，它就無法執行其他功能或執行其他應用程序。

由於 ASIC的設計 是針對特定功能的，這決定了芯片如何接收其編程。 編程過程本身包括將生成的電路永久地繪製到矽中。

在應用方面，ASIC芯片技術在筆記本電腦、智能手機和電視等電子設備中得到應用，讓您了解它們的使用範圍。

什麼是FPGA？

現場可編程門陣列或 FPGA 與 ASIC 芯片技術直接競爭。 此外，FPGA 本質上是一種可以編程和重新編程以在任何單個時間點執行多種功能的芯片。

此外，單個芯片由數千個稱為邏輯塊的單元組成，這些單元與可編程互連相連。 這 FPGA的電路 由多個可配置塊連接而成，內部結構堅固。 總之，FPGA 本質上是 ASIC 的可編程版本。

總體而言，FPGA 提供了允許根據您的規格進行編程的通用功能。 然而，就像生活中的大多數事情一樣，FPGA 的多功能性也有副作用。 在這種情況下，它會增加成本、增加內部延遲和有限的模擬功能。

FPGA簡介

FPGA和ASIC有什麼區別？

在接下來的幾段中，我將在應用、商業可行性和技術方面對 FPGA 和 ASIC 進行並排比較。 具體來說，它們是 NRE、設計流程、性能和效率、成本、功耗、尺寸、上市時間、配置、進入壁壘、單位成本、工作頻率、模擬設計、應用。 請記住，這兩種技術在各種應用和標準中都表現出色，並且通常會根據您的個人需求進行選擇。

非可再生能源

NRE 代表非經常性工程成本。 可以想像，在同一個句子中，對於經常性和成本這兩個詞，每個企業在聽到這兩個詞時都會感到擔憂。 因此，可以肯定地說，這是一個重要的決定因素。 此外，在 ASIC 的情況下，這是非常高的，而對於 FPGA，它幾乎不存在。

然而，在宏偉的方案中，總成本越來越低，您需要的 ASIC 數量越多。 此外，FPGA 的整體成本可能更高，因為其單件成本高於 ASIC。

設計流程

每個工程師和 PCB 設計師都喜歡更無故障和更簡單的設計過程。 僅僅因為您所做的事情很複雜，並不意味著您希望過程本身很複雜。 因此，在設計流程的簡單性方面，FPGA 比 ASIC 簡單。

這是由於 FPGA 的靈活性、多功能性，更短的上市時間，以及它是可重新編程的。 而對於 ASIC，它更多地涉及設計流程，因為它不可重新編程，並且它需要昂貴的專用 EDA 工具用於設計過程。

性能和效率

在性能方面，ASIC 比 FPGA 略勝一籌，這主要是因為功耗更低，並且您可以將各種可能的功能分層到單個芯片上。 此外，FPGA 具有更嚴格的內部結構，而使用 ASIC，您可以將其設計為在功耗或速度方面表現出色。

價格

即使 NRE 成本增加，ASIC 也被認為更具成本效益，所有因素都與 FPGA 相比，FPGA 只有在小批量開發時才能盈利。

電源消耗功率

正如我之前提到的，ASIC 需要的功率更少，因此提供了比 ASIC 更好的選擇。 更高功耗的FPGA. 尤其是使用電池供電的電子設備。

尺寸

就尺寸而言，這是一個物理問題。 對於 ASIC，它的設計是針對一種功能的； 因此，它精確地由所需應用所需的門數組成。 但是，隨著 FPGA 的多功能性，單個單元將顯著增大，因為它的內部結構和特定尺寸是您無法更改的。

上市時間

因此，如前所述，由於設計流程簡單，FPGA 的上市時間比 ASIC 更快。 此外，ASIC 還需要佈局、後端流程和高級驗證，所有這些都非常耗時。

型號

 

總體而言，FPGA 和 ASIC 之間最明顯的區別在於可編程性。 因此，這裡的邏輯結論是 FPGA 在靈活性方面提供了更多選擇。 FPGA 不僅靈活，而且還提供“熱插拔”功能，即使在使用中也可以進行修改。

進入壁壘

 

進入壁壘本質上是指獲取這些技術的難度以及與之相關的前期成本。 就 ASIC 而言，由於 NRE 以及設計和操作的複雜性，這非常高。 報告表明，ASIC 開發的範圍可以達到數百萬，而使用 FPGA，您只需不到幾萬美元（<5000 美元）就可以開始開發。

每單位成本

 

雖然 ASIC 具有更高的 NRE，但它的單位成本卻低於 FPGA，這使得它們非常適合大規模生產設計項目。

工作頻率

 

在設計規範方面，FPGA 的工作頻率有限。 這是其靈活性（可重新編程）的副作用之一。 然而，隨著 ASIC 更專注於功能的方法，它可以在更高的頻率下運行。

模擬設計

如果您的設計是模擬的，您將無法使用 FPGA。 但是，對於 ASIC，您可以利用 RF 模塊（藍牙和 WiFi）、模數轉換器等模擬硬件來促進您的模擬設計。

 

應用

 

首先，靈活性是 FPGA 的強項，這使得它非常適合需要頻繁修改的設備和應用程序，例如設計 DC/DC穩壓器用於過壓保護. 然而，ASIC 最適合不需要修改的更永久的應用程序。 總體而言，如果您正在設計大規模生產型項目，ASIC 是更具成本效益的途徑，前提是您的設備不需要配置或重新配置。

常見問題解答

1. 問：FPGA 死了嗎？

A：FPGA 絕對不是死胡同。 由於它們的可重構性，只要 ASIC 是一個東西，它們就永遠不會過時。

2、問：FPGA編程難嗎？

A：FPGA 供應商吹噓他們的產品是 DSP、CPU 和 GPU 的理想替代品——即使它們都在一個設備中——但眾所周知，由於它們與傳統處理器不同，軟件工程師很難編程。

3、問：什麼是FPGA，為什麼叫它？

A：所謂現場可編程門陣列（FPGA）是因為它們的結構與專用集成電路（ASIC）過時的“門陣列”形式非常相似。

4、問：FPGA能做什麼？

答：FPGA 對於專用集成電路 (ASIC) 或處理器原型設計特別有用。 FPGA 可以重新編程，直到 ASIC 或處理器設計完成並且沒有錯誤，最終 ASIC 的實際製造開始。 英特爾使用 FPGA 來製作新芯片的原型。

結論

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