FPGA 与 ASIC：定义和差异

FPGA和ASIC是集成电路中最重要的两种主要芯片技术。 但是它们用于不同的目的，因为它们在许多方面具有不同的特性。 如果您不清楚它们之间的区别或将它们用在错误的地方，您可能会遭受损失。

在这个页面上，我们将介绍什么是FPGA和ASIC，以及它们之间的特性和应用差异，您可以通过这个分享找出问题并学习如何为您的业务选择更好的。 让我们继续阅读！

分享是关怀！

内容

● 什么是ASIC？

● 什么是FPGA？

● FPGA和ASIC有什么区别？

● 常见问题

● 结论

什么是ASIC？

ASIC 代表专用集成电路。 此外，顾名思义，它是一种用于其设计目的的芯片，不允许重新编程或修改。 反过来，这意味着一旦编程完成，它就无法执行其他功能或执行其他应用程序。

由于 ASIC的设计 是针对特定功能的，这决定了芯片如何接收其编程。 编程过程本身包括将生成的电路永久地绘制到硅中。

在应用方面，ASIC芯片技术在笔记本电脑、智能手机和电视等电子设备中得到应用，让您了解它们的使用范围。

什么是FPGA？

现场可编程门阵列或 FPGA 与 ASIC 芯片技术直接竞争。 此外，FPGA 本质上是一种可以编程和重新编程以在任何单个时间点执行多种功能的芯片。

此外，单个芯片由数千个称为逻辑块的单元组成，这些单元与可编程互连相连。 这 FPGA的电路 由多个可配置块连接而成，内部结构坚固。 总之，FPGA 本质上是 ASIC 的可编程版本。

总体而言，FPGA 提供了允许根据您的规格进行编程的通用功能。 然而，就像生活中的大多数事情一样，FPGA 的多功能性也有副作用。 在这种情况下，它会增加成本、增加内部延迟和有限的模拟功能。

FPGA简介

FPGA和ASIC有什么区别？

在接下来的几段中，我将在应用、商业可行性和技术方面对 FPGA 和 ASIC 进行并排比较。 具体来说，它们是 NRE、设计流程、性能和效率、成本、功耗、尺寸、上市时间、配置、进入壁垒、单位成本、工作频率、模拟设计、应用。 请记住，这两种技术在各种应用和标准中都表现出色，并且通常会根据您的个人需求进行选择。

NRE

NRE 代表非经常性工程成本。 可以想象，在同一句话中，对于经常性和成本这两个词，每个企业在听到这两个词时都会感到担忧。 因此，可以肯定地说，这是一个重要的决定因素。 此外，在 ASIC 的情况下，这是非常高的，而对于 FPGA，它几乎不存在。

然而，在宏伟的方案中，总成本越来越低，您需要的 ASIC 数量越多。 此外，FPGA 的整体成本可能更高，因为其单件成本高于 ASIC。

设计流程

每个工程师和 PCB 设计师都喜欢更无故障和更简单的设计过程。 仅仅因为您所做的事情很复杂，并不意味着您希望过程本身很复杂。 因此，在设计流程的简单性方面，FPGA 比 ASIC 简单。

这是由于 FPGA 的灵活性、多功能性，更短的上市时间，以及它是可重新编程的。 而对于 ASIC，它更多地涉及设计流程，因为它不可重新编程，并且它需要昂贵的专用 EDA 工具用于设计过程。

绩效与效率

在性能方面，ASIC 比 FPGA 略胜一筹，这主要是因为功耗更低，并且您可以将各种可能的功能分层到单个芯片上。 此外，FPGA 具有更严格的内部结构，而使用 ASIC，您可以将其设计为在功耗或速度方面表现出色。

价格

即使 NRE 成本增加，ASIC 也被认为更具成本效益，所有因素都与 FPGA 相比，后者只有在小批量开发时才能盈利。

能量消耗

正如我之前提到的，ASIC 需要的功率更少，因此提供了比 ASIC 更好的选择。 更高功耗的FPGA. 尤其是使用电池供电的电子设备。

尺寸

就尺寸而言，这是一个物理问题。 对于 ASIC，它的设计是针对一种功能的； 因此，它精确地由所需应用所需的门数组成。 但是，随着 FPGA 的多功能性，单个单元将显着增大，因为它的内部结构和特定尺寸是您无法更改的。

上市时间

因此，如前所述，由于设计流程简单，FPGA 的上市时间比 ASIC 更快。 此外，ASIC 还需要布局、后端流程和高级验证，所有这些都非常耗时。

配置

 

总体而言，FPGA 和 ASIC 之间最明显的区别在于可编程性。 因此，这里的逻辑结论是 FPGA 在灵活性方面提供了更多选择。 FPGA 不仅灵活，而且还提供“热插拔”功能，即使在使用中也可以进行修改。

进入壁垒

 

进入壁垒本质上是指获取这些技术的难度以及与之相关的前期成本。 就 ASIC 而言，由于 NRE 以及设计和操作的复杂性，这非常高。 报告表明，ASIC 开发的规模可能达到数百万，而使用 FPGA，您只需不到几万美元（<5000 美元）就可以开始开发。

每单位成本

 

虽然 ASIC 具有更高的 NRE，但它的单位成本却低于 FPGA，这使得它们非常适合大规模生产设计项目。

工作频率

 

在设计规范方面，FPGA 的工作频率有限。 这是其灵活性（可重新编程）的副作用之一。 然而，随着 ASIC 更专注于功能的方法，它可以在更高的频率下运行。

模拟设计

如果您的设计是模拟的，您将无法使用 FPGA。 但是，对于 ASIC，您可以利用 RF 模块（蓝牙和 WiFi）、模数转换器等模拟硬件来促进您的模拟设计。

 

应用

 

首先，灵活性是 FPGA 的强项，这使得它非常适合需要频繁修改的设备和应用程序，例如设计 DC/DC稳压器用于过压保护. 但是，ASIC 最适合不需要修改的更永久的应用程序。 总体而言，如果您正在设计大规模生产型项目，ASIC 是更具成本效益的途径，前提是您的设备不需要配置或重新配置。

常见问题解答

1. 问：FPGA 死了吗？

A：FPGA 绝对不是死胡同。 由于它们的可重构性，只要 ASIC 是一个东西，它们就永远不会过时。

2、问：FPGA编程难吗？

A：FPGA 供应商吹嘘他们的产品是 DSP、CPU 和 GPU 的理想替代品——即使它们都在一个设备中——但众所周知，由于它们与传统处理器不同，软件工程师很难编程。

3、问：什么是FPGA，为什么叫它？

A：所谓现场可编程门阵列（FPGA）是因为它们的结构与专用集成电路（ASIC）过时的“门阵列”形式非常相似。

4、问：FPGA能做什么？

答：FPGA 对于专用集成电路 (ASIC) 或处理器原型设计特别有用。 FPGA 可以重新编程，直到 ASIC 或处理器设计完成并且没有错误，最终 ASIC 的实际制造开始。 英特尔使用 FPGA 来制作新芯片的原型。

结论

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