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入行IC | 一文读懂FPGA与ASIC的区别

IC行业范围广,包括数字、模拟、设计、制造、密封测试等不同的研究方向,以及FPGA、ASIC芯片领域等不同。

遇到过很多想入行转行的人。IC所有的学生都有选择FPGA还是ASIC问题。区分概念往往是选择的前提,所以首先要明确两者的概念。

明确概念

FPGA全称是Field Programmable Gate Array,中文名为现场可编程门阵列,但本质上仍然是一种芯片。

很多人不知道FPGA软件还是硬件?事实上,它介于软件和硬件之间。如果用作接口和通信,则偏向于硬件;如果用作算法和控制,则偏向于软件。

举个例子,FPGA在数字IC该领域已被用于验证RTL代码。相对于模拟器跑模拟,FPGA运行速度更接近真芯片。

ASIC全称是Application Specific Integrated Circuit,指专用集成电路,是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设计的芯片。

很多人听到ASIC潜意识和数字IC画等号,但事实上,任何定制的芯片,无论是数字、模拟还是数模混合,都可以称之为ASIC。

灵活性

FPGA灵活性高于ASIC。

众所周知,芯片流片的成本非常高。一旦出现问题,流片就会失败。特别是对于大型数字芯片,需要验证团队在开发过程中花费了大量精力RTL代码验证。

FPGA芯片的功能可以随时更改,即使已经制造甚至应用于客户端,电路结构仍然可以修改,从而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灵活性可能是一种浪费,也会增加潜在的成本。

开发过程和周期

FPGA开发时间短,开发过程简单。

一般来说对FPGA编程后可以直接使用,开发过程可以在几个月内完成,不需要半年甚至一年以上。

而ASIC更复杂,尤其是全定制设计,需要大量的人力物力进行设计开发。相应的是体积小,功耗低…芯片的综合性能更抗打。

速度和性能

在相同的工艺和设计下,FPGA的性能比ASIC有所差距。

因为FPGA内部都是通用的结构,它可以根据需求的不同去实现乘法器、多路选择器等等组合逻辑。

而ASIC内部结构固定,乘法器是乘法器,所以FPGA在结构上的通用性必然导致性能冗余。

成本对比

成本取决于数量。若为小批量,FPGA低成本。假如是大批量的,ASIC成本低。

使用量小时,FPGA无需支付数百万甚至数千万的流片成本(FPGA较大的成本是板),成本相对较低。当使用量大时,使用ASIC相反,成本更低,性能更高。

也就是说,很多高校的项目都是FPGA原因之一。

行业现状

业内最大的两家FPGA公司是Xilinx和Altera(阿尔特拉)。

2015年,阿尔特拉被英特尔收购,Altera这个名字很少被提及。赛灵思作为领头羊,今年(2022年)2月成功获奖AMD收购。

过去有企业宣传FPGA也有人说是万能芯片FPGA会取代ASIC。现在,万能和替代是不可能的,但是FPGA也可以凭借其优势在行业内占有一席之地。

但不得不说,巨头也难逃被收购的命运。

入行难度

FPGA入行比较容易。

你需要先区分你在做什么fpga本身的设计,还是用的fpga设计。前者门槛高,颈部卡住;后者门槛相对比较asic要低一点。

但在大多数情况下,我们讨论的FPGA都属于后者:仅基于现有FPGA芯片去做后端排列组合的工作内容,而不是设计制造新的FPGA毕竟,世界上能做到这一点的公司屈指可数。

如何选择

很多人会拿FPGA工程师和IC前端工程师直接做类比,很多人会选择从FPGA转行到IC前端。

FPGA转IC毕竟前端真的很容易写。Verilog。当然,这只是一个可选的方向,不必要。

就数字IC来说,它和FPGA都是不错的方向。

FPGA的难度稍低入门也会快,但会受技术发展的限制,部分的工作内容会被新工具所取代,相对来说也会更快遇到职业瓶颈。IC前端岗位多,入门门槛高,技术难度大于FPGA,但就长期职业发展而言,有优势。

说简单点:想快速入行,可以选择FPGA。但如果你追求更高的天花板,你可以选择IC前端。

标签: 叩持电子集成电路ic

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