ASIC vs FPGA: Sự khác biệt và so sánh

Một loại IC duy nhất được gọi là mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng rất phổ biến trong phần cứng.

ASIC và FPGA là các loại vi mạch. Đối với một người chưa quen với lĩnh vực VLSI hoặc thiết kế phần cứng, điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt giữa ASIC và FPGA.

Chìa khóa chính

1. ASIC (Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng) được thiết kế tùy chỉnh cho một ứng dụng cụ thể, trong khi FPGA (Mảng cổng có thể lập trình trường) có thể lập trình lại và thích ứng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
2. ASIC cung cấp hiệu suất cao hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn so với FPGA nhưng có chi phí phát triển cao hơn và thời gian sản xuất lâu hơn.
3. FPGA cung cấp tính linh hoạt trong thay đổi thiết kế, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc tạo mẫu và thử nghiệm, trong khi ASIC phù hợp hơn cho sản xuất hàng loạt và các ứng dụng cố định.

ASIC so với FPGA

Sự khác biệt giữa ASIC và FPGA là ASIC được thiết kế cho một mục đích cụ thể, giống như CPU ​​của điện thoại di động, trong khi FPGA là một vi mạch thực hiện nhiều chương trình cho nhiều ứng dụng.

ASIC là viết tắt của Mạch tích hợp bảo mật ứng dụng. Nó là một loại mạch được tạo bởi các kỹ sư cho một loại ứng dụng cụ thể.

Chi phí cho mỗi lần sản xuất ASIC ít hơn, khiến chúng tương thích hơn nhiều. Chúng có thiết kế phức tạp và không thể lập trình lại.

FPGA được các kỹ sư sử dụng trong các nguyên mẫu trong khi thiết kế sản phẩm bằng các ngôn ngữ mô tả như VHDL hoặc Verilog.

Chúng rất hữu ích khi sử dụng trong các thiết bị như xe cộ hoặc xử lý hình ảnh trong các thiết bị bảo mật vì chúng có thể được nâng cấp theo thời gian. Họ có một thiết kế đơn giản.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	ASIC	FPGA
Thiết kế	ASIC có thiết kế phức tạp hơn.	FPGS có thiết kế đơn giản và nhanh hơn.
Các giai đoạn	ASIC cần bảy giai đoạn phức tạp.	FPGA có các giai đoạn đơn giản và nhanh hơn.
Lập trình lại	ASIC không thể được lập trình lại.	FPGA có thể được lập trình lại.
HIỆU QUẢ	ASIC có hiệu năng tốt hơn FPGA.	FPGA cung cấp hiệu suất thấp hơn ASIC.
tương hợp	ASIC tương thích nhiều với FPGA.	Vì chi phí cho mỗi lần sản xuất cao hơn FPGA nên nó kém tương thích hơn ASIC.
Sản xuất đại trà	ASIC phù hợp cho sản xuất số lượng lớn.	FPGA không phù hợp để sản xuất số lượng lớn.

ASIC là gì?

ASIC là viết tắt của Mạch tích hợp bảo mật ứng dụng.

ASIC là một mạch dựa trên ứng dụng được thiết kế và sản xuất cho chỉ một ứng dụng. Nó không cho phép người ta lập trình lại sau khi nó được sản xuất.

Nó là một công nghệ chip có nhiều ứng dụng khác nhau. Nói chung, chúng được sử dụng bởi các kỹ sư.

Vì chúng không thể bị thao túng nên các kỹ sư sử dụng chúng cho các ứng dụng lâu dài, bao gồm các thiết bị như điện thoại thông minh hoặc máy tính, v.v.

ASIC không dành cho mục đích sử dụng chung. Chúng có nhiều loại khác nhau, như mảng cổng, thiết kế tùy chỉnh, v.v.

ASIC hoạt động phụ thuộc vào loại ASIC. Giống như mảng cổng, ASIC chỉ cung cấp một cơ hội để tùy chỉnh bằng cách điều khiển các kết nối giữa các bóng bán dẫn.

Nhưng họ thực hiện các chức năng hạn chế. ASIC ô tiêu chuẩn có thể tùy chỉnh nhiều hơn so với ASIC mảng cổng.

ASIC thiết kế tùy chỉnh đầy đủ cho phép một người thực hiện tùy chỉnh hoàn toàn bằng cách sử dụng đầu cho các thông số kỹ thuật chính xác của riêng họ.

Ví dụ, CPU trong điện thoại di động là một loại ASIC.

FPGA là gì?

FPGA là viết tắt của Field Programmable Gate Array. Đó là một bộ vi xử lý, một bộ mã hóa hoặc một card đồ họa có thể được lập trình.

Nó được tạo thành từ nhiều CLB (khối logic có thể định cấu hình). Họ thực hiện các chức năng logic.

Chúng cũng có thể chứa các khối silicon cho nhiều chức năng như Khối RAM, khối DSP, v.v.

Nó là một mạch có thể được lập trình một lần hoặc có thể được lập trình lại nhiều lần.

Các thiết kế được tạo bằng các ngôn ngữ mô tả như VHDL hoặc Verilog.

Hai loại phân loại được thực hiện để nhận dạng FPGA: theo cách sắp xếp các khối hoặc theo ngôn ngữ lập trình được sử dụng.

Có ba kiểu sắp xếp của FPGA: mảng đối xứng, kiến ​​trúc theo hàng và PLD phân cấp.

Mảng đối xứng được tạo thành từ các hàng và cột của các khối logic. Kiến trúc dựa trên hàng là sự sắp xếp trong đó có một hàng khối logic và tài nguyên có thể lập trình.

PLD phân cấp là một sự sắp xếp có bố cục điển hình và phức tạp hơn nhiều.

Ba loại ngôn ngữ lập trình được sử dụng trong FPGA: FPGA dựa trên SRAM, FPGA dựa trên chống cầu chì và FPGA dựa trên flash.

Các FPGA dựa trên SRAM sử dụng một loại bộ nhớ ngoài sử dụng các khối flash bên trong. Các FPGA chống cầu chì chỉ có thể được lập trình một lần. FPGA dựa trên flash được sử dụng để lưu trữ nhằm giữ lại dữ liệu khi mất điện.

Sự khác biệt chính giữa ASIC và FPGA

1. Luồng thiết kế ASIC phức tạp hơn và chuyên sâu về thiết kế hơn nhiều so với FPGA.
2. ASIC bao gồm bảy giai đoạn để hoàn thành thiết kế, trong khi quy trình thiết kế của FPGA đơn giản và nhanh hơn.
3. FPGA có thể được lập trình lại vì nó thực hiện các chức năng hạn chế, trong khi ASIC không thể được lập trình lại.
4. ASIC có hiệu suất tốt hơn nhiều và mang lại hiệu quả cao hơn FPGA.
5. ASIC có nhiều hơn TNMT chi phí hơn so với FPGA.
6. ASIC có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn so với FPGA.
7. ASIC phù hợp với sản xuất số lượng lớn, trong khi FPGA không phù hợp với sản xuất số lượng lớn.
8. ASIC được sử dụng khi ứng dụng không cần nâng cấp thường xuyên, trong khi FPGA được sử dụng khi ứng dụng cần nâng cấp theo thời gian.
9. Vì ASIC không thể bị thay đổi, do đó, nhà thiết kế cần phải chắc chắn trước khi tạo ra nó, đặc biệt là khi tạo ra nó với số lượng lớn, trong khi FPGA cho phép nhà thiết kế thay đổi và thay đổi mọi thứ theo thời gian.
10. Chi phí cho mỗi lần sản xuất thấp hơn trong khi sản xuất ASIC so với FPGA. Do đó làm cho ASIC tương thích hơn nhiều so với FPGA.

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 18 tháng 2023 năm XNUMX