ASICs מגיעים בכמה סוגים שונים, כולל מערך שערים, תאים סטנדרטיים ועיצובים מותאמים אישית. סוגים אלו נבדלים זה מזה ברמת ההתאמה האישית שהם מציעים במהלך תהליך העיצוב. לסיכום, הן ASIC והן FPGA הן טכנולוגיות עם יתרונות שונים, אולם ההבדל ביניהן מסתמך על עלויות, NRE, ביצועים וגמישות. באופן כללי, אנו יכולים לומר כי עבור עיצובים של נפחים נמוכים יותר, גמישות FPGA מאפשרת לחסוך בעלויות ולהשיג תוצאות טובות יותר; בעוד שבבי ASIC יעילים וחסכוניים יותר ביישומים בנפח גבוה. בדרך כלל, FPGA מורכב מבלוקים לוגיים הניתנים לתכנות, חיבורים וגומי IO. ל-FPGA יש מערך של בלוקים לוגיים הניתנים לתכנות.
- ASICs יכולים להיות אנלוגיים, דיגיטליים או שילוב של השניים.
- מכיוון שהעלות לייצור גבוהה יותר מ-FPGA, היא הופכת אותו לפחות תואם מ-ASIC.
- החלק הדיגיטלי מתוכנן באמצעות שפת מתאר חומרה, ולאחר מכן תהליך פריסה אוטומטי של מקום ומסלול.
- אנו יכולים להגדיר את בלוקי הלוגיקה לבצע פונקציונליות פשוטה כגון פעולת AND וכן ליישם מערכת מורכבת כגון מעבד מרובה ליבות.
- בנוסף, מהנדסים עשויים להשתמש ב-FPGA באב-טיפוס בשלב התכנון, אך לאחר מכן יעברו להטמעת ASIC ברגע שהתכנון יושלם ומוכן לייצור המוני.
ASICs גם הרבה יותר חסכוניים בצריכת החשמל מאשר FPGAs בשל יכולתם לשלוט ולייעל את רמות צריכת החשמל. FPGAs דורשים יותר כוח כדי לבצע פונקציות דומות כמו ASICs.
מה זה FPGA?
הם נועדו למטרה אחת בלבד והם פועלים אותו הדבר כל חיי הפעולה שלהם. לא ניתן לשנות את הפונקציה הלוגית שלו לשום דבר אחר מכיוון שהמעגלים הדיגיטליים שלו מורכבים משערים וכפכפים מחוברים קבועים בסיליקון. הפונקציה הלוגית של ASIC מוגדרת באופן דומה כמו במקרה של FPGAs, תוך שימוש בשפות תיאור חומרה כגון Verilog או VHDL.
FPGA לעומת ASIC: ההבדלים ביניהם ובאיזה מהם להשתמש?
בנוסף, מהנדסים עשויים להשתמש ב-FPGA באב-טיפוס בשלב התכנון, אך לאחר מכן יעברו להטמעת ASIC ברגע שהתכנון יושלם ומוכן לייצור המוני. FPGA מיוצר לשימוש כללי על ידי שימוש בלוקים לוגיים הניתנים להגדרה וקשרים ניתנים לתכנות. המשמעות היא שניתן לתכנת FPGA ולתכנת מחדש לבצע פונקציות רבות לאחר ייצורו. ASIC הוא מעגל משולב שתוכנן ומיוצר בתגובה לדרישות משתמש ספציפיות ולצרכים של מערכות אלקטרוניות ספציפיות. עם אותו תהליך ועיצוב, המהירות ב-FPGA צריכה להיות איטית יותר מזו ב-ASIC.
סוגי ASIC
ASICs הם שבבים ספציפיים המשמשים ליישום פונקציונליות אנלוגית ודיגיטלית בנפח גבוה או בביצועים גבוהים. ASICs מותאמים אישית לחלוטין ולכן הם דורשים עלויות פיתוח גבוהות יותר על מנת לעצב ולהטמיע. יתרה מכך, בניגוד לשבבי FPGA, הם אינם ניתנים לתכנות מחדש ולכן שינוי מצריך שוב תשלום NRE.
ASIC לעומת FPGA: באיזה מהם כדאי לבחור?
מכיוון ש-ASIC מתוכננים לפי מפרט מוצר ולא ניתן לתכנת אותם מחדש, הם משמשים במוצרים המיועדים ליישומים קבועים. כמו כן, עקב תכנון ASIC לפי המפרט המדויק של מוצר, ASICs מציעים ביצועים טובים יותר בהספק נמוך יותר. יתרונות נוספים של שימוש ב-ASICs הם שהם מסוגלים לשלב כמויות משמעותיות של מעגלים בשבב בודד.
ASIC לעומת FPGA: מה ההבדל?
רכיבי FPGA מבוססי SRAM משתמשים בסוג של זיכרון חיצוני המשתמש בלוקי פלאש פנימיים. ניתן לתכנת את רכיבי ה-FPGA מבוססי האנטי-פתיל רק פעם אחת. רכיבי FPGA מבוססי פלאש משמשים לאחסון כדי לשמור את הנתונים כשהמתח מושבת. קיים סוג ייחודי של IC הנקרא מעגל משולב ספציפי ליישום, הנפוץ מאוד בחומרה. מתאם המארח של Cheetah SPI תוכנן כמכשיר תכנות מהיר.
טבלת השוואה בין ASIC ל-FPGA
מודולים אלה מחוברים זה לזה או מודולי קלט/פלט על ידי חוטי מתכת. הגיון FPGA מתממש על ידי טעינת נתוני תכנות ליחידת האחסון הסטטית הפנימית. הערך המאוחסן ביחידת הזיכרון קובע את הפונקציה הלוגית של היחידה הלוגית ואת החיבור בין מודולים או בין מודולים ל-I/O, ולבסוף קובע את הפונקציות ש-FPGA יכול לממש. האם אתה עולה חדש שרוצה ללמוד עוד על VLSI ועיצוב חומרה? שאל את עצמך מהו שוק היעד, טווח המחירים הצפוי, תקציב ההספק, דרישת המהירות וכו’ עבור המוצר. ברוב המקרים, זה אמור להיות אפשרי לפחות אבטיפוס ולאמת את הרעיון שלך באמצעות FPGAs.
עיצוב ASIC, לעומת זאת, מורכב יותר, לעתים קרובות דורש עיצוב מותאם אישית וזרימת עיצוב רב-גונית. בנוסף, בשל המורכבות וההתאמות האישיות, זה יכול לדרוש גם עקומת למידה גבוהה יותר, ולהאריך את זמן היציאה לשוק. במשך 25 שנים, אריק מפתח ואוצר טכנולוגיית ASIC של אותות מעורבים, המשמשת ליכולת הייחודית של STA לספק בעקביות פתרונות ASIC חזקים ומותאמים לצרכים הספציפיים של הלקוח. השכלול המתמיד שלו בארכיטקטורת האותות המעורבת, הכלים והפרקטיקות של העיצוב, מתמקדים בהפחתת סיכון הפיתוח וקידום הצעת הערך של פתרונות מבוססי ASIC לשוק רחב יותר. רוב ה-ASICs מורכבים ממיקרו-מעבדים, יחידות זיכרון וכו’.
תפיק תועלת מנפחי ייצור גבוהים יותר
מוצרים, כגון מכשירי חשמל ביתיים ומכשירי צריכה אחרים, או מכשירים לשימוש כללי כגון RAM ו-PHY עבור מספר רב של יישומים. מוצרי FPGA מתאימים למוצרים עם קנה מידה עיצובי בינוני, דרישות מוצר כדי לכבוש במהירות את השוק, או עיצוב מוצר עם מאפיינים גמישים, כגון PDH, התקני SDH מתחת ל-2.5G, ורוב שבבי המרת הממשק.
ניתן להשתמש בפרוטוקולי I2C או SPI כדי להתממשק עם התקני FPGA או ASIC או התקנים היקפיים אחרים. Total Phase מציעה כלי איתור באגים לפיתוח שונים, כמו מתאמי מארח ומנתחי פרוטוקולים. ניתן להשתמש במתאמי מארח עבור מערכות משובצות, שבבים, בדיקות היקפי, תכנות וניפוי באגים. מנתחי פרוטוקול הם כלים הלוכדים נתונים על האוטובוס ומפענחים את האותות החשמליים כדי לספק תצוגה ברמה גבוהה יותר של הנתונים. כפי שהשם מרמז, סוג זה של שבב נועד להיות מוגדר על ידי לקוח או מעצב לאחר הייצור.
ההבדל במקרה של ASIC הוא שהמעגל שנוצר נמשך לצמיתות לסיליקון ואילו ב-FPGAs המעגל נעשה על ידי חיבור מספר בלוקים הניתנים להגדרה. לשם השוואה, חשבו על יצירת טירה באמצעות קוביות לגו לעומת יצירת טירה באמצעות בטון. הראשון מקביל ל-FPGAs, בעוד שהאחרון מקביל ל-ASICs. אתה יכול לעשות שימוש חוזר בקוביות לגו כדי ליצור עיצוב שונה, אבל טירת הבטון היא קבועה. FPGA (מערך שערים לתכנות שדה) הוא מעגל משולב שנועד להיות מוגדר על ידי לקוח או מעצב לאחר ייצור – ומכאן “ניתן לתכנות בשטח”. תצורת FPGA מוגדרת בדרך כלל באמצעות שפת תיאור חומרה.