ASIC의 실제 용도는 무엇입니까?

마이크로 컨트롤러, FPGA, ASIC (Application-Specific Integrated Circuit)은 모두 다른 유형의 유사한 유형의 애플리케이션에 사용됩니다. 마이크로 컨트롤러와 FPGA에 대해 알고 있습니다. 그러나 ASIC이란 무엇입니까? 우리가 왜 이와 유사한 기술을 모두 사용했는지 이해하기가 어렵습니다.

마이크로 컨트롤러가 너무 많은 전력을 사용하는 여러 제품에 ASIC을 사용했습니다. 상당히 간단한 장치, 수백 개의 게이트였으며 100 nA 미만의 정적을 소비해야했는데 당시 마이크로 컨트롤러에게는 불가능했습니다. 가격은 대량으로 인해 마이크로 컨트롤러와 비슷했습니다. 아마도> 100 k / yr가 필요할 것입니다.

FPGA는 과잉으로 많은 비용이 들었을뿐만 아니라 이미 더 큰 설치 공간에 추가 된 외부 코드 플래시가 필요했을 것입니다.

전자 시스템을 설계하려고 할 때 일반적으로 프로그래머블 컴포넌트 (µC, µP), 아날로그 컴포넌트, 프로그래머블 로직 (FPGA)을 포함하여 상용 칩 조합을 사용하여 기술적으로 유효한 다양한 솔루션을 얻을 수 있습니다. , CPLD)와 기억.

때로는 애플리케이션 전용 칩 (또는 제한된 서브 클래스 애플리케이션)에 필요한 기능 만 통합하는 것이 흥미로울 수 있으며 이는 아날로그 기능, 디지털 기능, 프로그래머블 로직, 프로그래머블 로직의 조합과 같은 ASIC입니다 단일 칩에서 컨트롤러 및 다양한 유형의 메모리 . 시스템이 높은 에너지 효율성 (예 : 최저 줄 / 작동) 또는 매우 높은 성능 (예 : 가장 낮은 대기 시간 또는 가장 높은 작동 / 초)에 도달해야하는 경우 ASIC이 유일한 솔루션 일 수도 있습니다.

ASIC은 개발하는데 많은 비용이 들지만 (100의 k €, 종종 훨씬 더 많이) 초기 투자 후 수천 개의 실리콘 웨이퍼를 생산하는 비용은 낮다 (칩당 수십 센트). 또한 설계, 검증 및 생산에 몇 달이 걸리며 매우 복잡한 방법론과 엄청나게 비싼 개발 도구가 필요합니다.

그렇기 때문에 대량의 애플리케이션 (예 : 가전 제품) 및 칩당 엄청난 가격을 청구 할 수있는 애플리케이션 (예 : 우주 하드웨어, ISP의 라우터 등)에 사용됩니다.

일부 ASIC은 FPGA와 같은 프로그래밍 가능 로직을 통합하고 일부 FPGA는 애플리케이션 별 아날로그 블록을 통합하므로 구별이 항상 간단하지는 않지만 다음은 일반적으로 사실입니다.

• 기성품으로 사용 가능한 FPGA, ASIC은
• FPGA는 조각 당 10-1000 €, 조각 당 0.1-10 €의 ASIC 비용
• FPGA 용 개발 툴에 액세스 할 수 있으며 ASIC의 경우 비용이 많이 듭니다.
• FPGA 시스템은 몇 주 안에 설계 할 수 있으며 ASIC은 몇 개월이 소요됩니다
• FPGA는 전력 효율을 위해 설계된 ASIC보다 전력 효율이 낮습니다.
• FPGA는 최고의 성능을 위해 설계된 ASIC보다 덜 강력합니다.
• FPGA는 제한된 아날로그 기능 세트로 제공되며 ASIC은 모든 종류의 아날로그 기능 (전력 관리, 신호 처리, 인터페이스 등)으로 설계 할 수 있습니다.

ASIC은 범용으로 사용하기보다는 특정 용도에 맞게 사용자 지정된 IC (Integrated Circuit)입니다. 예를 들어, 디지털 보이스 레코더에서 실행되도록 설계된 칩은 ASIC입니다. FPGA (Field-programmable gate arrays)는 표준 부품으로 브레드 보드 또는 프로토 타입을 제작하는 최신 기술입니다. 프로그래머블 로직 블록과 프로그래머블 인터커넥트를 통해 동일한 FPGA를 다양한 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 더 작은 디자인과 더 적은 생산량을 위해 FPGA는 생산에서도 ASIC 디자인보다 비용면에서 효과적 일 수 있습니다.

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ASIC은 항공 우주 분야에서 유용합니다. 이들은 현장 프로그래밍이 가능하지 않기 때문에 방사선에 대한 내성이 더 좋습니다. 이는 일반적으로 열악한 환경으로 인해 우주 응용 분야와 유도 된 복사 환경을 통해 하드웨어가 작동해야하는 군사 응용 분야에 중요합니다.

대량 생산시 ASIC는 실제로 생산 속도가 높은 미사일과 같이 FPGA보다 저렴할 수 있습니다.

ASIC의 단점은 로직이 회로에 타기 때문에 큰 로트를 돌리기 직전에 로직을 가져와야한다는 것입니다. FPGA는 종종 ASIC 설계와 초기 개발에 사용되며 기본 로직이 견실 할 때 상대적으로 늦습니다.

ASIC은 특정 응용 또는 목적을 위해 설계된 응용 특정 IC입니다. 새로운 Apple iPhone의 A6 프로세서와 같은 것이 ASIC의 좋은 예라고 말할 수 있습니다. 그것의 모든 것은 처음부터 설계되어야하므로 일반적으로 되풀이되지 않는 비용이나 연구 비용은 실제로 높습니다. 따라서 일반적으로 ASIC은 IC를 대량으로 생산할 때 사용되므로 각 IC의 총 비용이 매우 적습니다. 각 IC의 비용은

각 IC의 비용 = 가변 비용 + (반복되지 않은 비용 / IC의 부피), 여기서 가변 비용은 각 IC의 제조 비용이고 비 반복 비용은 초기 IC 설계에 소요 된 금액입니다.

그러나 FPGA는보다 일반적인 용도로 사용되며 이미 언급 한 다른 제품과 동일하게 사용할 수있는 IC입니다. 그러나 이것은 몇 개의 IC가 필요할 때만 저렴한 옵션입니다. 사지로 나가는 것은 차이점을 이해하려는 수단으로 만 사용되어야합니다. FPGA 기술이 A6 iPhone 프로세서와 Apple이 판매하는 명백한 수의 iPhone에 사용된다면 FPGA 기술은 ASIC 방법과 비교할 때 Apple에게는 비용이 많이 듭니다. 소금 한 덩어리로 마지막 진술을 할 수도 있습니다.