Microcontrollori, FPGA, ASIC (circuito integrato specifico per l'applicazione) sono tutti utilizzati per tipi simili di applicazioni (a diversi livelli). So di microcontrollori e FPGA. Ma che cosa è un ASIC davvero? Ho difficoltà a capire il motivo per cui abbiamo tutte da queste tecnologie molto simili.
Risposte:
Abbiamo utilizzato un ASIC in un certo numero di prodotti in cui un microcontrollore usato troppo potere. Era un dispositivo abbastanza semplice, un paio di centinaia di porte, e doveva consumare meno di 100 nA statici, che per i microcontrollori al momento non era possibile. Il prezzo era paragonabile a un microcontrollore a causa delle elevate quantità; probabilmente avrai bisogno di> 100 k / anno.
Un FPGA non solo sarebbe stato eccessivo, costando molto di più, ma avrebbe avuto bisogno di un codice Flash esterno, che ha aggiunto l'impronta già più grande.
Quando si tenta di progettare un sistema elettronico, in genere è possibile trovare una moltitudine di soluzioni tecnicamente valide che utilizzano una combinazione di chip standard, inclusi componenti programmabili (µC, µP), componenti analogici, logica programmabile (FPGA , CPLD) e ricordi.
A volte può essere interessante integrare solo le funzionalità di cui hai bisogno in un chip dedicato alla tua applicazione (o una sottoclasse limitata di applicazioni) ed è quello che è un ASIC: una combinazione di funzioni analogiche, funzioni digitali, logica programmabile, programmabile controller e diversi tipi di memoria, in un singolo chip . Un ASIC potrebbe anche essere l'unica soluzione possibile quando il sistema deve raggiungere un'alta efficienza energetica (ad es. Joule / operazione più bassa) o prestazioni molto elevate (ad es. Latenza più bassa o operazione / secondo più alta).
Lo sviluppo di ASIC costa molto (100 milioni di k €, spesso molto di più), ma il costo per produrre migliaia di wafer di silicio dopo l'investimento iniziale è basso (da centesimi a decine di centesimi per chip). Hanno anche prendere diversi mesi di progettazione, verifica e prodotti, e richiedono una metodologia molto complessa, e gli strumenti di sviluppo scandalosamente costosi.
Ecco perché vengono utilizzati per applicazioni ad alto volume (ad es. Elettronica di consumo) e applicazioni in cui è possibile addebitare un prezzo enorme per chip (ad es. Hardware spaziale, router per ISP, ecc.)
Alcuni ASIC integrano la logica programmabile come un FPGA e alcuni FPGA integrano blocchi analogici specifici dell'applicazione quindi la distinzione non è sempre semplice, ma generalmente è vero quanto segue:
ASIC è un circuito integrato (IC) personalizzato per un uso particolare, piuttosto che destinato ad un uso generico. Ad esempio, un chip progettato per funzionare in un registratore vocale digitale è un ASIC. Gli array di gate programmabili sul campo (FPGA) sono la tecnologia moderna per costruire una breadboard o un prototipo da parti standard; blocchi logici programmabili e interconnessioni programmabili consentono di utilizzare lo stesso FPGA in molte applicazioni diverse. Per progetti più piccoli e volumi di produzione inferiori, gli FPGA possono essere più convenienti di un progetto ASIC anche durante la produzione.
Dice Wikipedia ..
Gli ASIC hanno una grande utilità nelle applicazioni aerospaziali. Perché non sono programmabili sul campo sono più radiazioni tollerante. Questo è generalmente importante per le applicazioni spaziali, a causa degli ambienti difficili, e per le applicazioni militari, in cui l'hardware potrebbe dover funzionare attraverso ambienti di radiazione indotta.
A grandi volumi ASIC può effettivamente essere più conveniente di FPGA, come in missili alta produzione tasso.
Il rovescio della medaglia è che ASIC perché la logica è bruciato nel circuito bisogna farlo bene prima di girare una grande partita. FPGA vengono spesso utilizzati per lo sviluppo iniziale con ASIC progettazione e fab venendo relativamente ritardato quando la logica di fondo è solido.
Gli ASIC sono circuiti integrati specifici dell'applicazione progettati per una particolare applicazione o scopo. Direi che qualcosa come il processore A6 sul nuovo Apple iPhone sarebbe un buon esempio di ASIC. Tutto su di esso dovrebbe essere progettato da zero, quindi in genere i costi non ricorrenti o i costi di ricerca che ne derivano sono davvero elevati. Pertanto, in genere gli ASIC vengono utilizzati quando i circuiti integrati verranno prodotti in quantità molto grandi in modo che il costo totale di ciascun circuito integrato sia molto ridotto. Il costo di ogni IC è dato da
Costo di ciascun IC = costo variabile + (costo non ricorrente / volume di IC), dove il costo variabile è il costo di produzione di ciascun IC e il costo non ricorrente è l'importo che è stato destinato alla progettazione dell'IC iniziale.
Tuttavia, gli FPGA sono circuiti integrati che hanno uno scopo più generale e sono disponibili immediatamente come qualcuno ha già menzionato prima. Ma questa è una scelta più economica solo quando è necessario un paio di circuiti integrati. Andare su un arto e questo dovrebbe servire solo come mezzo per cercare di capire la differenza, posso dire che se la tecnica FPGA fosse usata per il processore iPhone A6 e il numero ovvio di iPhone che Apple vende, la tecnica FPGA sarebbe più costoso per Apple rispetto al metodo di ASIC. Si potrebbe prendere l'ultima istruzione con un pizzico di sale.