ASIC的实际用途是什么?

电器工程 ASIC
2022-01-09 03:58:40

微控制器、FPGA、ASIC(专用集成电路)都用于类似类型的应用(在不同级别)。我了解微控制器和 FPGA。但 ASIC 到底是什么?我很难理解为什么我们都使用这些非常相似的技术。

4个回答

我们在微控制器使用过多功率的许多产品中使用了 ASIC。这是一个相当简单的设备,有几百个门,并且必须消耗不到 100 nA 的静态电流,这对于当时的微控制器来说是不可能的。由于数量众多,价格与微控制器相当;您可能需要 >100 k/年。

FPGA 不仅过大,成本更高,而且需要外部代码闪存,这增加了已经更大的占用空间。

当您尝试设计电子系统时,通常可以使用现成的芯片组合来提出多种技术上有效的解决方案,包括可编程组件(μC、μP)、模拟组件、可编程逻辑(FPGA ,CPLD)和记忆。

有时将您需要的功能集成到专用于您的应用程序(或有限的应用程序子类)的芯片中可能会很有趣,这就是 ASIC:模拟功能、数字功能、可编程逻辑、可编程控制器和不同类型的内存,在一个芯片中。当您的系统需要达到高能效(例如最低焦耳/操作)或非常高性能(例如最低延迟或最高操作/秒)时,ASIC 也可能是唯一可能的解决方案。

ASIC 的开发成本很高(100 千欧元,通常更多),但在初始投资后生产数千个硅晶圆的成本很低(每个芯片几美分到几十美分)。他们还需要几个月的时间来设计、验证和生产,并且需要非常复杂的方法和极其昂贵的开发工具。

这就是为什么它们被用于大容量应用(例如消费电子产品)和您可以对每个芯片收取高昂价格的应用(例如空间硬件、ISP 的路由器等)

一些 ASIC 像 FPGA 一样集成了可编程逻辑,而一些 FPGA 集成了特定于应用的模拟块,因此区别并不总是那么简单,但以下情况通常是正确的:

  • FPGA 是现成的,ASIC 不是
  • FPGA 成本 10-1000 欧元/件,ASIC 成本 0.1-10 欧元/件
  • FPGA 的开发工具是可访问的,而 ASIC 则要花一大笔钱
  • FPGA 系统可以在几周内完成设计,ASIC 需要几个月
  • FPGA 的能效低于专为提高能效而设计的 ASIC
  • FPGA 的功能不如专为实现峰值性能而设计的 ASIC
  • FPGA 提供有限的模拟功能集,ASIC 可以设计为具有各种模拟功能(用于电源管理、信号处理、接口等)

ASIC 是一种为特定用途而定制的集成电路 (IC),而不是为通用用途而设计的。例如,设计用于在数字录音机中运行的芯片就是 ASIC。现场可编程门阵列 (FPGA) 是现代技术,用于从标准部件构建面包板或原型;可编程逻辑块和可编程互连允许在许多不同的应用中使用相同的 FPGA。对于较小的设计和较低的生产量,即使在生产中,FPGA 也可能比 ASIC 设计更具成本效益。

维基百科..

ASIC 在航空航天应用中有很大的用途。因为它们不是现场可编程的,所以它们更耐辐射。这对于空间应用来说通常很重要,因为环境恶劣,而对于军事应用来说,硬件可能需要在感应辐射环境中运行。

大批量的 ASIC 实际上比 FPGA 更便宜,例如在高生产率导弹中。

ASIC 的不利之处在于,由于逻辑被烧入电路中,因此您必须在大量旋转之前将其正确处理。FPGA 通常用于 ASIC 设计的初始开发,而当底层逻辑稳定时,晶圆厂相对较晚。