什么是ASIC芯片
- 1、ASIC的定义
- 2、ASIC与CPU、GPU、FPGA相比如何？
- 3、ASIC的缺点
- 4、迪文的ASIC
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- 4.1 T系列（GUI ASIC）
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- 4.1.1 T5 ASIC
- 4.1.2 T5L ASIC
- 4.1.3 T5G ASIC
- 4.2 G系列（AI ASIC）
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- 4.2.1 G5 ASIC（研发中...）
- 4.3 K系列（OS CPU）
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- 4.3.1 K5 ASIC（研发中...）
1、ASIC的定义
??ASIC是Application-Specific Integrated Circuit（ 应用型专用集成电路的缩写是一种专用芯片，是专门为特定需求定制的芯片的总称。例如，目前有许多特殊的音频和视频处理器AI芯片行业可以看作是ASIC的一种。
??集成电路界ASIC它被认为是一种为特殊目的而设计的集成电路。据特定用户和特定电子系统的需要而设计制造的集成电路。ASIC特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。
2、ASIC与CPU、GPU、FPGA相比如何？
??CPU与GPU它们都是常见的通用芯片，可以有效地完成各自领域的任务，但当它们也应用于通用基础计算领域时，设计架构的差异直接导致两种芯片的性能差异。
??CPU作为一种通用处理器，除了满足计算要求外，为了更好地响应人机交互的应用，它还需要处理复杂的条件和分支，以及任务之间的同步协调，因此芯片需要大量的空间来预测和优化分支(control)，保存各种状态(cache)减少任务切换的延迟。这也使其更适合逻辑控制、串行操作和一般类型的数据操作。
??而GPU拥有一个由数千人组成的更小更高效ALU大多数晶体管主要用于构建控制电路和Cache，控制电路相对简单，对Cache对晶体管的需求很小，只有成实际操作。因此，大多数晶体管可以形成各种专用电路和多条流水线GPU计算速度有突破性的飞跃，处理浮点操作能力更强。这决定了它更擅长处理图形计算等多项任务，特别是没有技术内容的重复性工作。由于深度学习通常需要大量的训练，训练算法并不复杂，但数据非常大GPU与多内核和并行处理的优势相比CPU更适合深度学习操作。
??FPGA(现场可编程门阵列)是一直可编程的半定制芯片GPU它还具有并行处理的优点，也可以设计成具有多核的形式，当然，它最大的优点是其可编程的特点。这意味着用户可以根据所需的逻辑功能快速烧录电路。即使是出厂后的成品FPGA用户可以通过升级软件配置这些芯片来实现自定义硬件功能，而无需更改硬件。
??与我们常见的相比CPU、GPU等一般芯片和半定制芯片FPGA来说，ASIC芯片的计算能力和效率直接根据特定算法的需要定制，实现体积小、功耗低、可靠性高、保密性强、计算性能高、计算效率高的优点。因此，在其针对的特定应用领域，ASIC芯片的能效性能远远超过CPU、GPU等一般芯片和半定制芯片FPGA。
3、ASIC的缺点
??ASIC芯片的缺点也很明显，因为它是为特定的应用程序设计的。一旦芯片设计完成，使用的环境是固定的，因此一旦环境或需求发生变化，就可能无法使用。此外，由于它是一个特殊的芯片，如果出货量不大，芯片的成本就会相对较高。当然，出货量越大，成本就越低。
4、迪文的ASIC
??截至本博客发布时间，迪文自己设计ASIC主要有以下系列：
4.1 T系列（GUI ASIC）
4.1.1 T5 ASIC
T5是迪文科技为工业和消费应用设计的低成本、高可靠性双核8051 CPU。采用TSMC 40nm工艺主要用于中小型工业串口屏的单个工艺IC解决方案、DCS基本单元模块处理器，系统控制单元，人工智能系统。T2017年7月正式量产。
- 1T 增强型8051，最高速度600MHz，双核。
- 1616 40bit 1T整数MAC，6464 4T整数MAC，64/64 8T整数除法器，JPEG解码器。
- 1Mbytes Flash，1.25Mbytes SRAM，64bit唯一Device ID。
- 4路DMA。
- 8个UART，波特率最高16的独立波特率控制器Mbps。
- 10个16bit Timer，其中6个为Autoload模式。
- 4路最高16bit PWM，可设置基频和精度(14)bit最高载波频率30KHz可输出音频)。
- 1路I2S外挂24用接口bit 立体声DAC重播高保真音乐。
- 内置TFT驱动和显存，65K单芯片可驱动最大分辨率800*600的TFT LCD。
- 1路SD/SDHC接口，1路SPI接口，4路I2C四个外部中断接口。
- 最多76个I/O，I/O口速度最高100MHz， /-4mA驱动能力。
- 内置振荡器和PLL，时钟误差在全温范围内 /-1%；支持外部时钟输入。
- 工作温度：-55到 105 工作温度范围(最高主频工作模式下)。
- 静电保护：一切I/O口2KV ESD保护。
- 加密保护：新一代迪文专利加密技术，保证用户知识产权的有效保护。
- 低功耗：60峰值功耗mW/100MHz。
- 工艺：TSMC 40LP 工艺，LQFP128封装。
4.1.2 T5L ASIC
T5L 以迪文科技为目标AIoT低功耗、高性价比双核8051 专用于人机界面ASIC，2019年1月正式量产。 根据显示分辨率的不同，T5L包括T5L1和T5L两种型号分别使用55nm和40nm确保用户提供最佳性价比的过程。
- 1T 增强型8051，最高速度600MHz，双核。
- 1616 40bit 1T整数MAC，6464 4T整数MAC，64/64 8T整数除法器，JPEG解码器。
- 200MPPS的JPEG800硬件解码器*600全屏图片显示只需要5mS。
- 全硬件2D加速，2.4GBytes/S显存带宽，使UI从文本交互升级到图标和动画交互。
- UI使用所有界面JPEG压缩存储，存储密度提高10倍以上，节省存储成本。
- 集成8通道1MSPS 12bitAD和4通道1GHz 16bitPWM，方便触摸屏、音乐和语音识别应用。
- 集成率高达100Mbps的长线FSK收发器，方便远程、高速的网络应用。
- 集成5路全双工UARTs，1路CAN接口和20个IOs。
- LQFP128封装，-40/ 105℃ 工作温度范围。
4.1.3 T5G ASIC
T5G ASIC为流媒体应用而设计。
4.2 G系列（AI ASIC）
4.2.1 G5 ASIC（研发中…）
G5是迪文科技为工业和汽车应用设计的多核人工智能系统专用进化算法CPU。
- 采用1+16的多核架构，包括1个迪文科技自主架构主频高达1GHz的RISC CPU核和16个8051核。峰值运算速度超过100亿次/秒。
- 内置1Gbit DDR3，显示接口支持最大2K屏，支持1080P流媒体播放和压缩，1T同步JPEG引擎。
- 具有非常丰富且强大的通信能力，内置以太网控制器和PHY、USB OTG、CAN接口等。
- 通过迪文科技专利的高速CPU间总线，可以实现多颗G5或T5在PCB级别的组网协同运行，轻松构建能力强大的人工智能处理系统。
- 在G5 CPU上，DWIN OS的处理性能将由目前T5平台的10MIPS提升到400MIPS。
4.3 K系列（OS CPU）
4.3.1 K5 ASIC（研发中…）
K5主要用于运行通用OS的工业计算平台。采用TSMC16nm工艺。预计将于2023年量产。 K5采用64bit ARM的多核架构，4核2.2GHzRRM+3D加速GPU，适用于Linux/Android平台。