Vi điều khiển, FPGA, ASIC (Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng) đều được sử dụng cho loại ứng dụng tương tự (ở các cấp độ khác nhau). Tôi biết về vi điều khiển và đồ họa. Nhưng ASIC thực sự là gì? Tôi có một thời gian khó hiểu tại sao chúng ta có tất cả các công nghệ rất giống nhau.
Câu trả lời:
Chúng tôi đã sử dụng ASIC trong một số sản phẩm trong đó vi điều khiển sử dụng quá nhiều năng lượng. Đó là một thiết bị khá đơn giản, vài trăm cổng và phải tiêu thụ ít hơn 100 nA tĩnh, điều này đối với các bộ vi điều khiển vào thời điểm đó là không thể. Giá tương đương với một vi điều khiển do số lượng lớn; bạn có thể sẽ cần> 100 k / năm.
Một FPGA không chỉ có thể là quá mức cần thiết, tốn kém hơn rất nhiều, mà còn cần một mã Flash bên ngoài, được thêm vào dấu chân đã lớn hơn.
Khi bạn đang cố gắng thiết kế một hệ thống điện tử, bạn thường có thể đưa ra vô số giải pháp hợp lệ về mặt kỹ thuật bằng cách sử dụng kết hợp các chip ngoài giá, bao gồm các thành phần lập trình (mật mã, PhaPP), các thành phần tương tự, logic lập trình (FPGA , CPLD) và ký ức.
Đôi khi thật thú vị khi chỉ tích hợp các chức năng bạn cần trong một con chip dành riêng cho ứng dụng của bạn (hoặc một lớp ứng dụng phụ có giới hạn) và đó là một ASIC: sự kết hợp của các chức năng tương tự, chức năng kỹ thuật số, logic lập trình, lập trình được bộ điều khiển và các loại bộ nhớ khác nhau, trong một chip đơn . ASIC cũng có thể là giải pháp khả thi duy nhất khi hệ thống của bạn cần đạt hiệu suất năng lượng cao (ví dụ: joule / hoạt động thấp nhất) hoặc hiệu suất rất cao (ví dụ: độ trễ thấp nhất hoặc hoạt động cao nhất / giây).
ASIC tốn rất nhiều chi phí để phát triển (100 € k €, thường là nhiều hơn nữa), nhưng chi phí để sản xuất hàng ngàn tấm silicon sau khi đầu tư ban đầu là thấp (xu đến hàng chục cent mỗi chip). Họ cũng mất vài tháng để thiết kế, xác minh và sản xuất, và đòi hỏi một phương pháp rất phức tạp và các công cụ phát triển cực kỳ tốn kém.
Đó là lý do tại sao chúng được sử dụng cho các ứng dụng khối lượng lớn (ví dụ: điện tử tiêu dùng) và ứng dụng mà bạn có thể tính giá rất lớn cho mỗi chip (ví dụ: phần cứng không gian, bộ định tuyến cho ISP, v.v.)
Một số ASIC tích hợp logic lập trình như một FPGA và một số FPGA tích hợp các khối tương tự dành riêng cho ứng dụng, vì vậy việc phân biệt không phải lúc nào cũng đơn giản, nhưng nói chung là đúng:
ASIC là một mạch tích hợp (IC) được tùy chỉnh cho một mục đích sử dụng cụ thể, thay vì dành cho mục đích sử dụng chung. Ví dụ, một con chip được thiết kế để chạy trong máy ghi âm kỹ thuật số là ASIC. Mảng cổng lập trình trường (FPGA) là công nghệ hiện đại để xây dựng một bảng mạch hoặc nguyên mẫu từ các bộ phận tiêu chuẩn; các khối logic lập trình và các kết nối có thể lập trình cho phép sử dụng cùng một FPGA trong nhiều ứng dụng khác nhau. Đối với các thiết kế nhỏ hơn và khối lượng sản xuất thấp hơn, các GPU có thể có hiệu quả chi phí cao hơn so với thiết kế ASIC ngay cả trong sản xuất.
Nói wikipedia ..
ASIC có tiện ích tuyệt vời trong các ứng dụng hàng không vũ trụ. Bởi vì chúng không phải là trường lập trình, chúng có khả năng chịu bức xạ cao hơn. Điều này thường rất quan trọng đối với các ứng dụng không gian, vì môi trường khắc nghiệt và đối với các ứng dụng quân sự, nơi phần cứng có thể cần phải hoạt động thông qua môi trường bức xạ cảm ứng.
Với khối lượng lớn, ASIC thực sự có thể rẻ hơn so với các loại GPU, như trong các tên lửa có tốc độ sản xuất cao.
Nhược điểm của ASIC là bởi vì logic bị đốt cháy trong mạch, bạn phải lấy nó ngay trước khi bạn quay rất nhiều. Các GPU thường được sử dụng để phát triển ban đầu với thiết kế ASIC và fab đến tương đối muộn khi logic cơ bản là vững chắc.
ASIC là các IC cụ thể cho ứng dụng được thiết kế cho một ứng dụng hoặc mục đích cụ thể. Tôi có thể nói rằng một cái gì đó giống như bộ xử lý A6 trên iPhone mới của Apple sẽ là một ví dụ điển hình về ASIC. Tất cả mọi thứ trên đó sẽ phải được thiết kế từ đầu nên nhìn chung chi phí không thường xuyên hoặc chi phí nghiên cứu đi vào nó thực sự cao. Vì vậy, nhìn chung các ASIC được sử dụng khi các IC sẽ được sản xuất với số lượng rất lớn do đó tổng chi phí của mỗi IC là rất nhỏ. Chi phí của mỗi IC được đưa ra bởi
Chi phí của mỗi IC = chi phí biến đổi + (Chi phí không định kỳ / Khối lượng IC), trong đó chi phí biến đổi là chi phí sản xuất của mỗi IC và chi phí không định kỳ là số tiền đã thiết kế IC ban đầu.
Tuy nhiên, FPGA là các IC phục vụ mục đích chung hơn và có sẵn ngoài kệ như ai đó đã đề cập trước đó. Nhưng đây là một lựa chọn rẻ hơn chỉ khi bạn cần một vài IC. Đi ra ngoài một chi và điều này chỉ đóng vai trò là một phương tiện để cố gắng hiểu sự khác biệt, tôi có thể nói rằng nếu kỹ thuật FPGA được sử dụng cho bộ xử lý iPhone A6 và số lượng iPhone rõ ràng mà Apple bán, thì kỹ thuật FPGA sẽ là tốn kém hơn cho Apple khi so sánh với phương pháp ASIC. Bạn có thể lấy lời tuyên bố cuối cùng với một nhúm muối.