ASIC означает «Интегральная схема специального назначения». Это тип интегральной схемы (ИС), предназначенный для конкретной цели или применения, а не являющийся устройством общего назначения. ASIC настроены для выполнения определенной функции и широко используются в различных электронных системах и устройствах.
Ключевые характеристики ASIC включают в себя:
- Для конкретного приложения: ASIC предназначены для выполнения конкретной задачи или набора задач, таких как шифрование, обработка сигналов или интеллектуальный анализ данных. В отличие от процессоров общего назначения, ASIC предназначены для конкретного приложения.
• Интегральная схема: ASIC реализованы как единая интегральная схема, что означает, что все необходимые компоненты и функции объединены водну микросхему.
- Кастомизация: ASIC можно индивидуально настроить в соответствии с требованиями конкретного приложения. Эта настройка часто включает в себя оптимизацию конструкции схемы по производительности, энергопотреблению и другим параметрам.
- Эффективность. Поскольку ASIC специально созданы для конкретных задач, они могут быть более эффективными для этих задач, чем процессоры общего назначения. Эта эффективность достигается за счет оптимизированной конструкции и исключения ненужных компонентов.
Что такое ПЛИС
FPGA означает «Программируемая пользователем вентильная матрица». В отличие от ASIC (интегральных схем специального назначения), FPGA представляют собой программируемые интегральные схемы, которые могут конфигурироваться и переконфигурироваться пользователями или разработчиками после производства. Эта гибкость делает FPGA универсальными и подходящими для широкого спектра приложений.
Ключевые характеристики FPGA включают в себя:
- Программируемость: FPGA можно запрограммировать для реализации множества цифровых схем и функций. Эта программируемость позволяет разработчикам адаптировать и модифицировать функциональность FPGA для удовлетворения конкретных требований приложения.
- Конфигурируемые логические блоки (CLB): FPGA состоят из массива конфигурируемых логических блоков, которые можно соединять между собой и программировать для реализации различных цифровых схем. Эти блоки обычно включают в себя справочные таблицы (LUT), триггерыи другие логические элементы.
- Межсоединения: FPGA имеют гибкую структуру межсоединений, которая позволяет разработчикам создавать собственные соединения между настраиваемыми логическими блоками. Эта взаимосвязь позволяет реализовывать сложные цифровые проекты.
- Реконфигурируемость: в отличие от ASIC, которые имеют фиксированную конструкцию, FPGA можно перепрограммировать несколько раз. Это делает их подходящими для прототипирования, тестирования и приложений, где важна гибкость.
- Быстрое прототипирование: FPGA часто используются на ранних стадиях разработки продукта для быстрого прототипирования и тестирования цифровых проектов перед переходом к разработке ASIC.
- Параллельная обработка: FPGA хорошо подходят для задач параллельной обработки благодаря своей параллельной архитектуре. Это может привести к созданию высокопроизводительных решений в определенных приложениях.
Различия между FPGA и ASIC
ASIC (интегральная схема для конкретных приложений) и FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) — это два разных типа микросхем, которые имеют уникальные характеристики по сравнению с CPU (центральным процессором) и GPU (графикой). Они имеют уникальные характеристики по сравнению с CPU (центральным процессором). ) и графические процессоры (графический процессор).
ASIC — это полностью кастомизированные микросхемы, функциональность которых фиксируется на этапе проектирования, подобно использованию форм для изготовления игрушек. После завершения проектирования их нельзя модифицировать. Напротив, FPGA — это полуиндивидуализированные чипы, похожие на сборку игрушек. с помощью LEGO, и его можно модифицировать путем перепрограммирования функций после начала работы, что обеспечивает высокую степень гибкости и возможности реконфигурации.
Что касается инструментов проектирования, ASIC используют многие из тех же инструментов, что и FPGA. Однако с точки зрения процесса проектирования FPGA относительно упрощены, поскольку в потоке ASIC отсутствуют некоторые этапы производства и проверки конструкции, которые составляют всего около 50-ти. 70% от стоимости ASIC. В отличие от ASIC, FPGA не нуждаются в сложном последовательном процессе, что приводит к относительно коротким циклам разработки, составляющим несколько недель или месяцев.
Хотя FPGA не требуют единовременных затрат на проектирование (NRE) для предварительного изготовления и программирования, как устройства общего назначения они обычно в 10 раз дороже, чем ASIC. Это означает, что FPGA могут быть более доступными при меньших объемах производства. при более высоких объемах производства единовременные затраты на разработку ASIC нивелируются, что приводит к снижению затрат на ASIC. Это аналогично затратам на формование, где стоимость открытия формы выше, но становится более рентабельной по мере увеличения объема продаж.
В целом, показанные на рисунке чипы мощностью 40 Вт являются границей между затратами на ASIC и FPGA. Когда объем производства ниже 40 Вт, стоимость FPGA ниже, а когда объем производства превышает 40 Вт, стоимость ASIC более выгодна. поскольку единовременные затраты на разработку ASIC