ASIC vs FPGA: razlika i usporedba

Jedinstvena vrsta IC-a koja se zove integrirani krug specifičan za aplikaciju vrlo je česta u hardveru.

ASIC i FPGA su vrste mikročipova. Za osobu koja je nova u području VLSI ili dizajna hardvera, važno je razumjeti razliku između ASIC i FPGA.

Ključni za poneti

1. ASIC-ovi (Application Specific Integrated Circuits) dizajnirani su po narudžbi za specifičnu primjenu, dok su FPGA (Field Programmable Gate Arrays) reprogramabilni i prilagodljivi za različite namjene.
2. ASIC-ovi nude veće performanse i manju potrošnju energije od FPGA-a, ali imaju veće troškove razvoja i dulje vrijeme proizvodnje.
3. FPGA pružaju fleksibilnost u promjenama dizajna, što ih čini idealnim za izradu prototipa i testiranje, dok su ASIC-ovi prikladniji za masovnu proizvodnju i fiksne aplikacije.

ASIC protiv FPGA

Razlika između ASIC-a i FPGA je da je ASIC dizajniran za određenu svrhu, poput CPU-a mobilnog telefona, dok je FPGA mikročip koji izvodi mnoge programe za mnoge aplikacije.

ASIC je kratica za Application Security Integrated Circuit. To je vrsta sklopa koju su napravili inženjeri za određenu vrstu primjene.

Trošak po proizvodnji ASIC-ova manji je, što ih čini mnogo kompatibilnijima. Imaju složen dizajn i ne mogu se reprogramirati.

FPGA koriste inženjeri u prototipovima dok dizajniraju proizvod koristeći deskriptivne jezike kao što su VHDL ili Verilog.

Korisni su za korištenje u uređajima kao što su vozila ili obrada slike u sigurnosnim uređajima jer se mogu povremeno nadograditi. Imaju jednostavan dizajn.

Tabela za usporedbu

Parametri usporedbe	ASIC	FPGA
dizajn	ASIC ima složeniji dizajn.	FPGS ima jednostavan i brži dizajn.
stažiranje	ASIC treba sedam složenih faza.	FPGA ima jednostavne i brže faze.
Reprogramiranje	ASIC se ne može reprogramirati.	FPGA se može reprogramirati.
Izvođenje	ASIC ima bolje performanse od FPGA.	FPGA pruža niže performanse od ASIC-a.
Kompatibilan	ASIC je dosta kompatibilan s FPGA.	Budući da je cijena po proizvodnji viša od FPGA, to ga čini manje kompatibilnim od ASIC-a.
Masovna proizvodnja	ASIC-ovi su prikladni za proizvodnju velikih količina.	FPGA nisu prikladni za proizvodnju velikih količina.

Što je ASIC?

ASIC je kratica za Application Security Integrated Circuit.

ASIC je sklop temeljen na aplikaciji koji je dizajniran i proizveden za samo jednu primjenu. Ne dopušta reprogramiranje nakon što je proizveden.

To je tehnologija čipova koja ima različite primjene. Općenito ih koriste inženjeri.

Kako se njima ne može manipulirati, inženjeri ih koriste za stalne primjene, što uključuje uređaje poput pametnih telefona ili računala itd.

ASIC-ovi nisu namijenjeni za opću upotrebu. Dolaze u različitim vrstama, poput nizova vrata, dizajna po narudžbi itd.

Rad ASIC-a ovisi o vrsti ASIC-a. Kao i polje vrata, ASIC-ovi daju samo jednu priliku za prilagodbu manipuliranjem vezama između tranzistora.

Ali oni obavljaju ograničene funkcije. ASIC-ovi standardnih ćelija su prilagodljiviji od ASIC-ova niza vrata.

Potpuno prilagođeni dizajn ASIC-a omogućuje potpunu prilagodbu korištenjem scratch-a za vlastite točne specifikacije.

Na primjer, CPU u mobilnom telefonu je vrsta ASIC-a.

Što je FPGA?

FPGA je kratica za Field Programmable Gate Array. To je mikroprocesor, jedinica za šifriranje ili grafička kartica koja se može programirati.

Sastoji se od mnogih CLB-ova (konfigurabilnih logičkih blokova). Oni implementiraju logičke funkcije.

Također mogu sadržavati silikonske blokove za mnoge funkcije poput Blokiraj RAM, DSP blokove itd.

To je sklop koji se može programirati jednom ili se može reprogramirati više puta.

Dizajni su izrađeni korištenjem deskriptivnih jezika kao što su VHDL ili Verilog.

Za prepoznavanje FPGA-a rade se dvije vrste klasifikacija: prema rasporedu blokova ili prema korištenom programskom jeziku.

Postoje tri vrste rasporeda FPGA: simetrični nizovi, arhitektura temeljena na redovima i hijerarhijski PLD-ovi.

Simetrični nizovi sastoje se od redaka i stupaca logičkih blokova. Arhitektura temeljena na redovima je raspored u kojem postoji niz logičkih blokova i programabilnih resursa.

Hijerarhijski PLD je raspored koji ima mnogo tipičniji i složeniji raspored.

Tri vrste programskih jezika koriste se u FPGA-ima: FPGA-ovi bazirani na SRAM-u, FPGA-ovi bazirani na anti-fusi i FPGA-ovi bazirani na flash-u.

FPGA bazirani na SRAM-u koriste vrstu vanjske memorije koja koristi interne flash blokove. FPGA-ovi koji se temelje na anti-osiguraču mogu se programirati samo jednom. FPGA-ovi koji se temelje na Flashu koriste se za pohranjivanje podataka kada nestane struje.

Glavne razlike između ASIC-a i FPGA-a

1. Tijek dizajna ASIC-a mnogo je složeniji i zahtjevniji je od FPGA-a.
2. ASIC uključuje sedam faza kako bi se dobio potpuni dizajn, dok je tijek dizajna FPGA jednostavniji i brži.
3. FPGA se može reprogramirati jer obavlja ograničene funkcije, dok se ASIC ne može reprogramirati.
4. ASIC ima mnogo bolje performanse i pruža veću učinkovitost od FPGA.
5. ASIC-ovi imaju više nRE košta od FPGA.
6. ASIC-ovi imaju nižu potrošnju energije od FPGA-a.
7. ASIC-ovi su prikladni za proizvodnju velikih količina, dok FPGA nisu prikladni za proizvodnju velikih količina.
8. ASIC-ovi se koriste tamo gdje aplikacije ne trebaju čestu nadogradnju, dok se FPGA koriste kada je aplikacijama potrebna povremena nadogradnja.
9. Budući da se ASIC ne može mijenjati na taj način, dizajner mora biti siguran prije nego što ga napravi, posebno kada ga izrađuje u velikom broju, dok FPGA omogućuje dizajneru da mijenja i mijenja stvari s vremena na vrijeme.
10. Trošak po proizvodnji niži je pri proizvodnji ASIC nego FPGA. Zbog toga je ASIC mnogo kompatibilniji od FPGA.

Reference

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4068926/
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026269205003927

Zadnje ažuriranje: 18. lipnja 2023