Los microcontroladores, las FPGA y los ASIC (circuitos integrados de aplicación específica) se utilizan para un tipo de aplicaciones similares (a diferentes niveles). Conozco los microcontroladores y las FPGA. Pero, ¿qué es realmente un ASIC? Me cuesta entender por qué tenemos todas estas tecnologías tan similares.
Respuestas
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Andrew Wiseman
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Un ASIC es un circuito integrado (IC) personalizado para un uso particular, en lugar de estar destinado a un uso general. Por ejemplo, un chip diseñado para funcionar en una grabadora de voz digital es un ASIC. Las matrices de puertas programables en campo (FPGA) son la tecnología moderna para construir un prototipo a partir de piezas estándar; Los bloques lógicos programables y las interconexiones programables permiten programables permiten utilizar la misma FPGA en muchas aplicaciones diferentes. Para diseños más pequeños y volúmenes de producción más bajos, las FPGAs pueden ser más rentables que un diseño ASIC incluso en producción.
Dice wikipedia ..
lillq
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4161
Utilizamos un ASIC en varios productos en los que un microcontrolador consumía demasiada energía. Era un dispositivo bastante sencillo, de un par de cientos de puertas, y tenía que consumir menos de 100 nA estáticos, lo que para los microcontroladores de la época no era posible. El precio era comparable al de un microcontrolador debido a las elevadas cantidades; probablemente necesitará >100 k/año.
Una FPGA no sólo habría sido una exageración, ya que habría costado mucho más, sino que habría necesitado una Flash de código externa, lo que se habría sumado a la huella ya mayor.
Scott
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21
Cuando se trata de diseñar un sistema electrónico, por lo general se puede llegar a una multitud de soluciones técnicamente válidas utilizando una combinación de chips disponibles en el mercado, incluyendo componentes programables (µC, µP), componentes analógicos, lógica programable (FPGA, CPLD) y memorias.
A veces puede ser interesante integrar sólo las funcionalidades que necesita en un chip dedicado a su aplicación (o a una subclase limitada de aplicaciones) y eso es lo que es un ASIC: una combinación de funciones analógicas, funciones digitales, lógica programable, controladores programables y diferentes tipos de memoria, en un solo chip . Un ASIC también puede ser la única solución posible cuando su sistema necesita alcanzar una alta eficiencia energética (por ejemplo, el menor julio/operación) o un rendimiento muy alto (por ejemplo, la menor latencia o la mayor operación/segundo).
Los ASIC cuestan mucho de desarrollar (cientos de euros, a menudo mucho más), pero el coste de producir miles de obleas de silicio después de la inversión inicial es bajo (céntimos o decenas de céntimos por chip). También tardan varios meses en diseñarse, verificarse y producirse, y requieren una metodología muy compleja y herramientas de desarrollo escandalosamente caras.
Por eso se utilizan para aplicaciones de gran volumen (p. ej., electrónica de consumo) y aplicaciones en las que se puede cobrar un precio enorme por chip (p. ej., hardware espacial, routers para ISP, etc.)
Algunos ASIC integran lógica programable como una FPGA, y algunos FPGA integran bloques analógicos específicos para la aplicación, por lo que la distinción no siempre es sencilla, pero lo siguiente es generalmente cierto :
- FPGA como disponible en el mercado, los ASIC no son
- La FPGA cuesta entre 10 y 1000 euros por pieza, el ASIC cuesta entre 0,1 y 10 euros por pieza
- las herramientas de desarrollo para FPGA son accesibles, para ASIC cuestan una fortuna
- Los sistemas FPGA pueden diseñarse en semanas, los ASIC tardan meses
- Las FPGA son menos eficientes en cuanto al consumo de energía que los ASIC, que están diseñados para la eficiencia energética
- Las FPGA son menos potentes que los ASIC, que están diseñados para alcanzar el máximo rendimiento
- Las FPGA están disponibles con un conjunto limitado de funciones analógicas, los ASIC pueden diseñarse con todo tipo de funciones analógicas (para la gestión de la energía, el procesamiento de la señal, la interfaz, etc.)
Tomo
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123
Los ASIC tienen una gran utilidad en las aplicaciones aeroespaciales. Al no ser programables sobre el terreno, son más tolerantes a la radiación. Esto suele ser importante para las aplicaciones espaciales, debido a la dureza de los entornos, y para las aplicaciones militares, donde el hardware puede tener que funcionar en entornos de radiación inducida.
En grandes volúmenes, los ASIC pueden ser más baratos que los FPGA, por ejemplo en los misiles de alta producción.
La desventaja de los ASIC es que, como la lógica está grabada en el circuito, hay que hacerlo bien antes de girar un lote grande. Las FPGA suelen utilizarse para el desarrollo inicial, mientras que el diseño y la fabricación de los ASIC llegan relativamente tarde, cuando la lógica subyacente es sólida.
Jamie
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8
Los ASIC son circuitos integrados de aplicación específica que se diseñan para una aplicación o propósito concreto. Yo diría que algo como el procesador A6 del nuevo iPhone de Apple sería un buen ejemplo de ASIC. Todo en él tendría que ser diseñado desde cero, por lo que generalmente el coste no recurrente o el coste de investigación que conlleva es realmente alto. Por lo tanto, generalmente los ASIC se utilizan cuando los CI se van a producir en cantidades muy grandes para que el coste total de cada CI sea muy pequeño. El coste de cada CI viene dado por
Coste de cada CI = coste variable + (coste no recurrente/volumen de CI), donde el coste variable es el coste de fabricación de cada CI y el coste no recurrente es la cantidad que se destinó al diseño del CI inicial.
Sin embargo, las FPGAs son CIs que sirven para un propósito más general y están disponibles fuera de la plataforma como alguien ya ha mencionado antes. Pero esta es una opción más barata sólo cuando se necesitan unos pocos CI. Aventurándome, y esto sólo debería servir para tratar de entender la diferencia, puedo decir que si se utilizara la técnica FPGA para el procesador A6 del iPhone y el número obvio de iPhones que Apple vende, la técnica FPGA sería más costosa para Apple en comparación con el método ASIC. Puede que se tome la última afirmación con una pizca de sal.
