想要入行IC 帮你一文读懂FPGA与ASIC这两者的区别到底在哪?

集成电路行业范围很广,有数字和模拟不同的研究方向,有设计、制造、封装、测试不同的产业环节,有FPGAASIC等不同的芯片领域。

我遇到过很多想进入行业转行做IC的同学,他们都有“选择FPGA还是ASIC”的问题。概念的区分往往是做选择的前提,所以首先要明确两者的概念。

想要入行IC 帮你一文读懂FPGA与ASIC这两者的区别到底在哪? 第2张

首先概念要明确

FPGA的全称是现场可编程门阵列,中文名是现场可编程门阵列,但本质上还是一种芯片。

很多人不知道FPGA是软件还是硬件。它实际上介于硬件和软件之间。如果用于接口和通信,则倾向于硬件;如果是用于算法和控制,那就偏向软件了。

例如,在数字集成电路领域,FPGA已经被用于验证RTL码。与模拟器运行仿真相比,FPGA的运行速度更接近真实芯片。

ASIC的全称是专用集成电路(application specific integrated circuit),是指专用集成电路,即针对某些特定的应用需求、特定的用户需求和特定的电子系统需求而开发和设计的芯片。

很多人一听到ASIC就下意识的把它等同于数字IC,但其实任何定制的芯片,不管是数字的、模拟的还是数模混合的,都可以叫ASIC。

1·灵活性

FPGA的灵活性高于ASIC。

众所周知,芯片流的成本很高,一旦出了问题,流就失败了。特别是对于大规模的数字芯片,验证团队在开发过程中需要花费大量的精力在RTL码验证上。

FPGA可以随时改变芯片的功能,即使已经制造出来甚至应用到客户端,仍然可以修改电路结构,可以大大降低风险和成本。

如果设计本身不需要太多的灵活性,FPGA的灵活性可能是一种浪费,增加了潜在的成本。

开发过程和周期

FPGA开发时间短,开发过程更简单。

一般来说,FPGA编程后可以直接使用,开发过程一般几个月就可以完成,没有半年甚至一年以上的流周期。

但是ASIC比较复杂,尤其是全定制设计,需要大量的人力物力去设计开发。相应地,它体积小,功耗低…..芯片综合性能更耐打。

速度和性能

在相同的工艺和设计下,FPGA的性能低于ASIC。

由于FPGA内部具有通用结构,可以实现乘法器、复用器等组合逻辑。根据不同的要求。

但是ASIC有固定的结构,乘法器就是乘法器,所以FPGA结构的通用性必然导致性能冗余。

成本比较

这取决于数量。如果是小批量,FPGA成本低。如果是大批量,ASIC成本就低。

当使用量较小时,FPGA不需要支付几百万甚至几千万的流成本(FPGA更大的成本是板),所以成本相对较低。当使用量较大时,ASIC是一个成本较低、性能较高的选择。

这也是很多大学项目都是FPGA的原因之一。

行业地位

业界最大的两家FPGA公司是Xilinx(赛灵思)和Altera (altera)。

Altera在2015年被英特尔收购,Altera这个名字很少再被提及。作为领导者,Xilinx也在今年(2022年)2月被AMD成功收购。

以前有企业宣传FPGA是“通用芯片”,也有企业说FPGA会取代ASIC。现在谈不上全能和替代,但是FPGA也可以凭借优势在业界占有一席之地。

但不得不说,巨头也难逃被收购的命运。

入门难度

比较容易进FPGA。

你需要区分你是在设计fpga本身还是用fpga设计。前者门槛很高,卡脖子;后者的阈值低于asic。

但在大多数情况下,我们讨论的FPGA属于后者:只是基于现有的FPGA芯片做后端的排列组合工作,而不是设计制造新的FPGA芯片。毕竟世界上能做到这一点的公司屈指可数。

如何选择

很多人会直接拿FPGA工程师和IC前端工程师比较,很多人会选择从FPGA转到IC前端。

FPGA转换成IC前端真的很容易。毕竟Verilog还得写。当然,这只是一个可选的方向,也不是必须的。

就数字IC而言,it和FPGA都是不错的方向。

如果FPGA的难度稍微低一点,上手会更快,但是会受到技术发展的限制。部分工作内容会被新工具取代,相对来说会更快遇到职业瓶颈。IC前端岗位更多,入门门槛更高,技术难度也比FPGA大,但从长期职业发展来看是有优势的。

简单来说:如果想快速入行,可以选择FPGA。但如果想要更高的天花板,可以选择IC的前端。

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