FPGA vs. ASIC: განმარტებები და განსხვავებები

FPGA და ASIC არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ჩიპური ტექნოლოგიების ორი ძირითადი ტიპი, რომლებიც გამოიყენება ინტეგრირებულ წრეში. მაგრამ ისინი გამოიყენება სხვადასხვა მიზნებისთვის, რადგან მათ აქვთ განსხვავებული მახასიათებლები მრავალი ასპექტში. თუ თქვენ არ გესმით მათ შორის განსხვავებები ან იყენებთ მათ არასწორ ადგილას, შეიძლება ზარალი განიცადოთ.

ამ გვერდზე ჩვენ გაგაცნობთ რა არის FPGA და ASIC და მათ შორის მახასიათებლებისა და აპლიკაციების განსხვავებები, შეგიძლიათ გაიგოთ პრობლემა და გაიგოთ როგორ აირჩიოთ უკეთესი თქვენი ბიზნესისთვის ამ წილის მეშვეობით. გავაგრძელოთ კითხვა!

გაზიარება ზრუნავს!

Content

● რა არის ASIC?

● რა არის FPGA?

● რა განსხვავებებია FPGA-სა და ASIC-ს შორის?

● კითხვა-პასუხი

● დასკვნა

რა არის ASIC?

ASIC ნიშნავს Application-Specific Integrated Circuit-ს. გარდა ამისა, როგორც სახელი გულისხმობს, ეს არის ჩიპი, რომელიც ემსახურება იმ მიზანს, რისთვისაც შეიქმნა და არ იძლევა ხელახალი დაპროგრამების ან მოდიფიკაციის ნებართვას. რაც, თავის მხრივ, ნიშნავს, რომ მას არ შეუძლია შეასრულოს სხვა ფუნქცია ან შეასრულოს სხვა აპლიკაცია პროგრამირების დასრულების შემდეგ.

მას შემდეგ, რაც ASIC-ის დიზაინი არის კონკრეტული ფუნქციისთვის, ეს განსაზღვრავს, თუ როგორ იღებს ჩიპი თავის პროგრამირებას. თავად პროგრამირების პროცესი შედგება შედეგიანი მიკროსქემის მუდმივი შეყვანისგან სილიკონში.

აპლიკაციების თვალსაზრისით, ASIC ჩიპის ტექნოლოგია გამოიყენება ელექტრონულ მოწყობილობებში, როგორიცაა ლეპტოპები, სმარტფონები და ტელევიზორები, რათა წარმოდგენა მოგცეთ მათი გამოყენების ფარგლების შესახებ.

რა არის FPGA?

Field Programmable Gate Array ან FPGA პირდაპირ კონკურენციას უწევს ASIC ჩიპის ტექნოლოგიას. ასევე, FPGA, არსებითად, არის ჩიპი, რომლის დაპროგრამება და რეპროგრამირება შესაძლებელია დროის ნებისმიერ მომენტში მრავალი ფუნქციის შესასრულებლად.

გარდა ამისა, ერთი ჩიპი შედგება ათასობით ერთეულისგან, რომელსაც ეწოდება ლოგიკური ბლოკები, რომლებიც დაკავშირებულია პროგრამირებადი ურთიერთდაკავშირებით. The FPGA-ს წრე დამზადებულია რამდენიმე კონფიგურირებადი ბლოკის შეერთებით და მას აქვს ხისტი შიდა სტრუქტურა. მოკლედ, FPGA არსებითად არის ASIC-ის პროგრამირებადი ვერსია.

საერთო ჯამში, FPGA გთავაზობთ ზოგად ფუნქციონირებას, რაც საშუალებას გაძლევთ დაპროგრამოთ თქვენი სპეციფიკაციები. თუმცა, ისევე როგორც ცხოვრების უმეტესი საგანი, არსებობს FPGA-ს მრავალფეროვნების გვერდითი ეფექტები. ამ შემთხვევაში, ეს არის გაზრდილი ღირებულება, გაზრდილი შიდა შეფერხება და შეზღუდული ანალოგური ფუნქციონირება.

შესავალი FPGA-ში

რა განსხვავებებია FPGA-სა და ASIC-ს შორის?

მომდევნო რამდენიმე აბზაცში, მე შემოგთავაზებთ FPGA-სა და ASIC-ის გვერდიგვერდ შედარებას გამოყენების, კომერციული სიცოცხლისუნარიანობის და ტექნოლოგიური ასპექტების თვალსაზრისით. კერძოდ, ეს არის NRE, დიზაინის ნაკადი, შესრულება და ეფექტურობა, ღირებულება, ენერგიის მოხმარება, ზომა, დრო ბაზარზე, კონფიგურაცია, შესვლის ბარიერები, ერთეულის ღირებულება, ოპერაციული სიხშირე, ანალოგური დიზაინი, აპლიკაციები. გაითვალისწინეთ, რომ ორივე ტექნოლოგია გამოირჩევა სხვადასხვა აპლიკაციებითა და კრიტერიუმებით და ის, როგორც წესი, ერგება თქვენს ინდივიდუალურ საჭიროებებს არჩევანის მიხედვით.

NRE

NRE ნიშნავს არაგანმეორებადი საინჟინრო ხარჯებს. როგორც თქვენ წარმოიდგინეთ, სიტყვებით განმეორებადი და ხარჯები, იმავე წინადადებაში, ყველა ბიზნესი აწუხებს ამ ორი სიტყვის მოსმენისას. ასე რომ, თამამად შეიძლება ითქვას, რომ ეს არის არსებითი გადამწყვეტი ფაქტორი. უფრო მეტიც, ASIC-ის შემთხვევაში, ეს განსაკუთრებით მაღალია, ხოლო FPGA-სთან ერთად, თითქმის არ არსებობს.

თუმცა, გრანდიოზულ სქემაში, მთლიანი ღირებულება მცირდება და მცირდება, რაც უფრო მნიშვნელოვანია რაოდენობა, რომელიც გჭირდებათ ASIC-ის თვალსაზრისით. გარდა ამისა, FPGA შეიძლება დაგიჯდეთ მთლიანობაში, რადგან მისი ინდივიდუალური ხარჯები უფრო მაღალია ერთეულზე, ვიდრე ASIC.

დიზაინის ნაკადი

ყველა ინჟინერი და PCB დიზაინერი ურჩევნია უფრო უპრობლემო და გამარტივებული დიზაინის პროცესი. მხოლოდ იმიტომ, რომ რასაც აკეთებ რთულია, არ ნიშნავს იმას, რომ გსურს თავად პროცესი იყოს გართულებული. ამიტომ, დიზაინის ნაკადის სიმარტივის თვალსაზრისით, FPGA ნაკლებად რთულია, ვიდრე ASIC.

ეს გამოწვეულია იმით FPGA-ს მოქნილობა, მრავალფეროვნება, უფრო მოკლე დრო ბაზარზე და ის ფაქტი, რომ ის ხელახლა პროგრამირებადია. მაშინ როცა, ASIC-თან ერთად, ის უფრო მეტად არის ჩართული დიზაინის ნაკადის თვალსაზრისით, რადგან ის არ არის რეპროგრამირებადი და მოითხოვს ძვირადღირებულ EDA ინსტრუმენტებს დიზაინის პროცესისთვის.

შესრულება და ეფექტურობა

შესრულების თვალსაზრისით, ASIC აჭარბებს FPGA-ს მცირე ზღვრით, უპირველეს ყოვლისა, ენერგიის დაბალი მოხმარებისა და სხვადასხვა შესაძლო ფუნქციონალობის გამო, რომლებიც შეგიძლიათ ერთ ჩიპზე დაფაროთ. ასევე, FPGA-ს აქვს უფრო ხისტი შიდა სტრუქტურა, ხოლო ASIC-ით შეგიძლიათ დააპროექტოთ ის, რომ გამოირჩეოდეს ენერგიის მოხმარებაში ან სიჩქარეში.

ღირებულება

გაზრდილი NRE ღირებულებითაც კი, ASIC ითვლება უფრო ეკონომიურად, ყველაფერი განიხილება FPGA-სთან შედარებით, რაც მომგებიანია მხოლოდ მცირე რაოდენობით შემუშავებისას.

ელექტროენერგიის ხარჯი

როგორც უკვე აღვნიშნე, ASIC-ებს ნაკლები ენერგია სჭირდებათ და, შესაბამისად, უკეთეს ვარიანტს გვთავაზობენ უფრო მაღალი ენერგიის მოხმარება FPGA. განსაკუთრებით ელექტრონულ მოწყობილობებთან, რომლებიც მუშაობენ ბატარეით.

ზომა

ზომის მხრივ ფიზიკის საქმეა. ASIC-ით, მისი დიზაინი განკუთვნილია ერთი ფუნქციისთვის; შესაბამისად, იგი შედგება ზუსტად იმ კარიბჭეების რაოდენობისგან, რომლებიც საჭიროა სასურველი განაცხადისთვის. თუმცა, FPGA-ს მრავალფუნქციურობით, ერთი ბლოკი გაცილებით დიდი იქნება მისი შიდა სტრუქტურისა და სპეციფიკური ზომის გამო, რომელსაც ვერ შეცვლით.

დრო Market

ასე რომ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, FPGA უფრო სწრაფ დროს იძლევა ბაზარზე, ვიდრე ASIC, დიზაინის ნაკადის თვალსაზრისით მისი სიმარტივის გამო. უფრო მეტიც, ASIC ასევე მოითხოვს განლაგებას, უკანა ბოლო პროცესებს და გაფართოებულ გადამოწმებას, რაც შრომატევადია.

კონფიგურაცია

 

საერთო ჯამში, ყველაზე აშკარა განსხვავება FPGA-სა და ASIC-ს შორის არის პროგრამირებადობა. აქედან გამომდინარე, ლოგიკური დასკვნა აქ არის ის, რომ FPGA გთავაზობთ მეტ ვარიანტს მოქნილობის თვალსაზრისით. FPGA არ არის მხოლოდ მოქნილი, არამედ ისინი ასევე უზრუნველყოფენ „ცხელად გაცვლადი“ ფუნქციონირებას, რომელიც საშუალებას იძლევა მოდიფიცირება თუნდაც გამოყენების დროს.

შესვლის ბარიერები

 

შესვლის ბარიერები, არსებითად, ეხება ამ ტექნოლოგიების შეძენის სირთულეს და მასთან დაკავშირებულ წინასწარ ხარჯებს. ASIC-ის მითითებით, ეს განსაკუთრებით მაღალია NRE-ს და დიზაინის სირთულის გამო, ისევე როგორც ექსპლუატაცია. მოხსენებები მიუთითებენ, რომ ASIC-ის განვითარება შეიძლება მილიონობით მერყეობდეს, ხოლო FPGA-ით, თქვენ შეგიძლიათ დაიწყოთ განვითარება რამდენიმე გრანზე ნაკლებით (<5000$).

ერთეულის ღირებულება

 

მიუხედავად იმისა, რომ ASIC-ს აქვს უმაღლესი NRE, მისი ღირებულება ერთეულზე ნაკლებია ვიდრე FPGA, რაც მათ იდეალურს ხდის მასობრივი წარმოების დიზაინის პროექტებისთვის.

ოპერაციული სიხშირის

 

დიზაინის სპეციფიკაციების თვალსაზრისით, FPGA-ს აქვს შეზღუდული ოპერაციული სიხშირე. ეს არის მისი მოქნილობის ერთ-ერთი გვერდითი ეფექტი (გადაპროგრამებადი). თუმცა, ASIC უფრო ფოკუსირებული ფუნქციონირების მიდგომით, მას შეუძლია იმუშაოს მაღალ სიხშირეებზე.

ანალოგური დიზაინები

თუ თქვენი დიზაინი ანალოგურია, თქვენ ვერ შეძლებთ FPGA-ს გამოყენებას. თუმცა, ASIC-ის შემთხვევაში, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ანალოგური აპარატურა, როგორიცაა RF ბლოკები (Bluetooth და WiFi), ანალოგური ციფრული გადამყვანები და სხვა, თქვენი ანალოგური დიზაინის გასაადვილებლად.

 

აპლიკაციები

 

უპირველეს ყოვლისა, ფაქტია, რომ მოქნილობა არის FPGA-ს ძლიერი სარჩელი, რაც მას იდეალურს ხდის მოწყობილობებისა და აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ ხშირ მოდიფიკაციას, როგორიცაა დიზაინი. DC / DC რეგულატორი გამოიყენება ძაბვისგან დაცვისთვის. თუმცა, ASIC საუკეთესოდ შეეფერება უფრო მუდმივ აპლიკაციებს, რომლებიც არ საჭიროებს ცვლილებას. მთლიანობაში, თუ თქვენ გეგმავთ მასიური წარმოების ტიპის პროექტს, ASIC არის უფრო ეკონომიური მარშრუტი, იმ პირობით, რომ თქვენი მოწყობილობები არ საჭიროებენ კონფიგურაციას ან ხელახლა კონფიგურაციას.

ხშირად დასმული შეკითხვები

1. კითხვა: FPGA მკვდარია?

პასუხი: FPGA ნამდვილად არ არის ჩიხი. მათი ხელახლა კონფიგურაციის გამო, სანამ ASIC არის ნივთი, ისინი არასოდეს გახდებიან მოძველებული.

2. კითხვა: რთულია FPGA-ზე დაპროგრამება?

პასუხი: FPGA გამყიდველები ტრაბახობენ, რომ მათი პროდუქცია იდეალური ალტერნატივაა DSP, CPU და GPU - თუნდაც ყველა ერთ მოწყობილობაში იყოს - მაგრამ ცნობილია, რომ პროგრამული უზრუნველყოფის ინჟინრებისთვის მათი დაპროგრამება რთულია, რადგან ისინი განსხვავდება ტრადიციული პროცესორებისგან.

3. კითხვა: რა არის FPGA და რატომ ჰქვია მას ასე?

A: ეგრეთ წოდებული საველე პროგრამირებადი კარიბჭის მასივი (FPGA) არის იმის გამო, რომ მათი სტრუქტურა ძალიან ჰგავს აპლიკაციის სპეციფიკური ინტეგრირებული მიკროსქემის (ASIC) მოძველებულ "კარიბჭის მასივის" ფორმას.

4. კითხვა: რისი გაკეთება შეუძლია FPGA-ს?

პასუხი: FPGA განსაკუთრებით სასარგებლოა აპლიკაციის სპეციფიკური ინტეგრირებული მიკროსქემის (ASIC) ან პროცესორის პროტოტიპისთვის. FPGA შეიძლება ხელახლა დაპროგრამდეს მანამ, სანამ ASIC ან პროცესორის დიზაინი არ დასრულდება და არ იქნება შეცდომები და დაიწყება საბოლოო ASIC-ის რეალური წარმოება. Intel იყენებს FPGA-ს ახალი ჩიპის პროტოტიპისთვის.

დასკვნა

● როგორ აცილებს LTM4641 μმოდულის რეგულატორი ეფექტურად ძაბვას?

● როგორ გავზომოთ გადართვის რეგულატორის გარდამავალი პასუხი?

● როგორ იცავს SCR ტირისტორის გადაჭარბებული ძაბვის Crowbar სქემები დენის წყაროს გადაჭარბებული ძაბვისგან?

● ზენერის დიოდების საბოლოო გზამკვლევი 2021 წელს

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია