FPGA 与 ASIC:硬件设计的对决
关键词:FPGA、ASIC、现场可编程门阵列、专用集成电路、硬件设计、数字逻辑、嵌入式系统、性能、成本、灵活性
FPGA(现场可编程门阵
列)和 ASIC(专用集成电路)都是电子系统中使用的集成电路 (IC)。虽然它们共享相同的晶体管基本构建块,但它们在设计、功能和对各种存在很大差异。
了解 FPGA
FPGA 是一种多功能 IC,可以在制造后进行配置以实现特定的数字功能。它由可配置逻辑块和可编程互连
矩阵组成。这种灵活性
使工程师无需全面的 IC 设计流程即可创建自定义硬 https://zh-cn.bcellphonelist.com/europe-cell-phone-number-list/ 件设计。FPGA 在原型设计、快速开发和需要频繁更改设计的应用方面表现出色。
ASIC 视角
另一方面,ASIC 是一种为特定应用设计的高度 公司优先考虑客户需求 专业化的 IC。它针对性能、功耗和面积进行了优化,但缺乏 FPGA 的灵活性。ASIC 一旦设计和制造完成,其功能就无法更改。ASIC 非常适合大批量生产,因为性能和成本效率至关重要。
主要差异
特性 FPGA ASIC
灵活性 高 低
上市时间 短 长
成本 单位成本较高,NRE(非经常性工程)较低 单位成本较低,NRE 较高
性能 特定功能低于 ASIC 特定功能较高
功耗 较高 较低
设计复杂性 较低 较高
导出到工作表
何时使用哪个?
FPGA 和 ASIC 之间的选择取决于几个因素:
上市时间:FPGA 是快速
原型设计和早期产品开发的明显赢家。
批量:对于大批量生产,ASIC 通常提供较低的单位成本。
性能:对于特定的、定义明确的功能,ASIC 通常优于 FPGA。
灵活性:如果预计设计会发生变化,FPGA 是首选。
功耗:ASIC 由于其优化的设计,通常更节能。
成本:在做出决定时,请同时考虑前期 NRE 成本和每单位成本。
弥合差距:结构化 ASIC
为了解决 FPGA 和 ASIC 的局限性,结构化 ASIC 应运而生。它们结合了两种技术的元素,在灵活性和性能之间取得了平衡。结构化 ASIC 从预先设计的基础芯片开始,并通过添加自定义逻辑块进行定制。
结论
FPGA 和 ASIC 代表了硬件设计范围的两端。最佳选择取决于应用的具体要求。在某些情况下,可以结合使用两种技术,使用 FPGA 进行原型设计,然后使用 ASIC 进行批量生产。随着技术的不断进步,FPGA 和 ASIC 之间的界限正在模糊,为工程师的设计提供了更多的选择和灵活性。
[图片:FPGA 与 ASIC 对比图]
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