ASIC和FPGA的优势与劣势

基于FPGA的ASIC设计

基于FPGA的ASIC设计基于FPGA（现场可编程门阵列）的ASIC（应用特定集成电路）设计是一种常见的设计流程，用于快速验证和验证系统级功能和性能。

FPGA 允许工程师根据特定应用的需求来编程硬件，从而提高系统设计的灵活性和可重构性。

在本文中，我们将讨论基于FPGA的ASIC设计的过程以及其优点和挑战。

ASIC设计是一种定制化的设计，旨在完全适应特定应用的要求。

与通用处理器相比，ASIC设计可以提供更高的性能，更低的功耗和更小的面积。

然而，ASIC设计的开发成本和时间通常更高，制造过程也更加复杂。

为了降低设计风险和成本，工程师通常会选择在FPGA平台上验证ASIC设计。

基于FPGA的ASIC设计可分为两个主要阶段：验证和实施。

验证阶段旨在验证设计的功能和性能，并最小化设计错误的概率。

在验证阶段，工程师使用HDL（硬件描述语言）编写设计，并使用仿真工具进行功能和时序仿真。

设计经过全面测试后，可以将其加载到FPGA中进行验证。

实施阶段旨在将验证过的设计转化为ASIC所需的物理布局和电路。

在此阶段，设计需要进行综合和布局布线。

综合是将HDL代码转换为逻辑门级电路的过程。

布局则涉及将逻辑电路映射到硬件资源上，以及确定电路元素的位置。

布线是将电路中的逻辑连接物理化的过程。

基于FPGA的ASIC设计有几个显着的优点。

首先，FPGA可从验证开始，快速迭代验证设计，从而缩短设计周期。

其次，FPGA提供了一种更灵活的开发平台，可以在设计期间进行功能和性能调整。

此外，对于小型项目，FPGA还可以免去制造和测试ASIC的成本和风险。

最后，基于FPGA的ASIC设计还可以为设计团队提供更多的实践经验，为制造期间的问题做好准备。

然而，基于FPGA的ASIC设计也面临一些挑战。

首先，FPGA平台通常比ASIC平台更昂贵，因此对于大项目，可能会导致较高的开发成本。

其次，尽管FPGA可以快速验证和协助设计，但ASIC设计的实施过程可能会很复杂。

ASIC与CPU、GPU、FPGA区别？

ASIC与CPU、GPU、FPGA区别？继4月初联发科宣布扩大ASIC产品阵线，推出业内首个7nm 56G PAM4 SerDes IP之后，4月24日，在联发科深圳办公室，联发科举行了一场小型的媒体会，联发科副总经理暨智能设备事业群总经理游人杰及联发科智能显示暨客制化芯片事业部行销处处长彭建凯首次揭秘了联发科的ASIC业务。

什么是ASIC芯片？近年随着以比特币为代表的虚拟货币市场的火爆，催生了一大批生产“挖掘”虚拟货币设备的“矿机”厂商，其中最为知名的要属比特大陆了。

而比特大陆之所以能够在矿机市场异军突起，则主要得益于其自主设计的针对比特币矿机的ASIC芯片。

因为相对于CPU、GPU来说，采用专用的ASIC芯片来“挖矿”更具效率。

以比特大陆的Antminer S9矿机为例，其内部集成了189个ASIC芯片（BM1387），而且采用的是台积电16nm FinFET制程。

同样，目前主流的矿机厂商都采用的是定制的ASIC芯片。

这也使得ASIC芯片开始被大众所熟知。

但是ASIC芯片并不仅仅能被用于“挖矿”，还被用于包括人工智能在内等众多领域。

那么什么才是ASIC芯片？它与我们常见的CPU、GPU等通用型芯片相比又有何不同？早在1981年3月，Sinclair公司推出了一款8位个人电脑ZX81，其所采用的Z80处理器则被认为是最早的ASIC原型。

实际上ASIC是Application-Specific In te grated Circuit（应用型专用集成电路）的缩写，是一种专用芯片，是为了某种特定的需求而专门定制的芯片的统称。

比如专用的音频、视频处理器，同时目前很多专用的AI芯片业可以看作是ASIC 的一种。

与CPU、GPU、FPGA相比如何？CPU与GPU都是我们常见的通用型芯片，它们在各自领域都可以高效地完成任务，但当同样应用于通用基础计算领域时，设计架构的差异直接导致了两种芯片性能的差异。

CPU作为通用处理器，除了满足计算要求，为了更好的响应人机交互的应用，它要能处理复杂的条件和分支，以及任务之间的同步协调，所以芯片上需要很多空间来进行分支预测与优化(control)，保存各种状态(cache)以降低任务切换时的延时。

FPGA与ASIC：多维度全方位分析对比

FPGA与ASIC：多维度全方位分析对比1. FPGAFPGA 是在 PAL、GAL、CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

它是当今数字系统设计的主要硬件平台，主要特点是完全由用户通过软件进行配置和编程，从而完成某种特定的功能，且可反复擦写。

在修改和升级时，不需要额外改变 PCB 电路板，只是在计算机上修改和更新程序，使硬件设计工作成为软件开发工作，缩短系统设计的周期，提高实现的灵活性并降低成本。

FPGA 的特点：加电时，FPGA 芯片将 EPROM 中的数据读入片内编程 RAM 中，配置完成后，FPGA 进入工作状态。

掉电后，FPGA 恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA 能够反复使用。

理论上，FPGA 允许无限次的编程。

FPGA 的编程无须专用的 FPGA 编程器，只需用通用的 EPROM、PROM 编程器即可。

FPGA内部有丰富的触发器和 I／O 引脚，能够快速成品，不需要用户介入芯片的布局布线和工艺问题，而且可以随时改变逻辑功能，使用灵活。

2. ASICASIC 是应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。

用一句话总结就是市场上买不到的芯片。

苹果的 A 系列处理器就是典型的 ASIC。

ASIC 是定制的，具体分为全定制和半定制。

ASIC 的特点：面向特定用户的需求，量身定制，执行速度较快。

ASIC 在批量生产时与通用集成电路相比具有体积小、功耗低、可靠性高、性能高、保密性强、成本低等优点。

ASIC 需要较长的开发周期，风险较大，一旦有问题，就会导致成片全部作废，所以小公司已经玩不起了。

近年来人工智能受到的关注越来越多，许多公司正在积极开发能实现移动端人工智能的硬件，尤其是能够结合未来的物联网应用。

移动端人工智能的实现方法有两大流派：FPGA 流派和 ASIC流派。

人工智能提供算力的芯片类型及特点

人工智能（本人）作为目前科技领域的热门话题，其在各个领域的应用越来越广泛。

在人工智能系统中，算力的提供至关重要。

而在实现算力的过程中，芯片作为关键部件，其类型和特点对整个系统性能起着决定作用。

本文将着重探讨人工智能提供算力的芯片类型及其特点。

一、 GPU（图形处理器）GPU是目前人工智能系统中最常用的芯片类型之一。

GPU在图像处理领域具有显著优势，然而，其并行计算能力也使其成为人工智能系统中的重要算力提供者。

其特点主要有以下几点：1. 并行计算能力强：GPU相比于传统的中央处理器（CPU）具有更强的并行计算能力，能够同时处理多个计算任务，因此在人工智能系统中能够快速高效地完成复杂的计算。

2. 适合复杂运算：在人工智能系统中，涉及到大量的矩阵运算和深度学习模型的训练、推断等计算任务，而GPU能够更好地满足这些需求，提升整个系统的计算性能。

3. 能耗较高：尽管GPU在并行计算方面具有显著优势，但其相比于CPU而言，能耗较高，这也是其在应用领域上存在一定局限性的原因之一。

二、 FPGA（现场可编程门阵列）FPGA作为一种灵活可编程的芯片类型，其在人工智能系统中的应用也日益增多。

其特点主要有以下几点：1. 灵活可编程：FPGA具有灵活可编程的特点，能够根据不同的计算需求进行快速调整和重配置，使得其能够适应不同的人工智能计算任务。

2. 低延迟高性能：相比于GPU等芯片类型，FPGA在一些特定的计算任务上具有更低的延迟和更高的性能，尤其在一些需要实时处理的场景下具有明显优势。

3. 需要专业知识：FPGA的编程和调整相对复杂，需要专业的技术人员进行操作和优化，因此在实际应用中需要一定的技术门槛。

三、 ASIC（定制集成电路）ASIC是指针对特定应用领域的集成电路芯片，其具有高度定制化的特点，也在人工智能系统中发挥着重要作用。

其特点主要有以下几点：1. 极高性能：ASIC芯片经过定制化设计，能够在特定的计算任务上具有极高的计算性能，能够满足人工智能系统中对算力的高要求。

FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别

1. FPGAFPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA 上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。

这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。

在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。

系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。

一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

什么是FPGA?简单来说，FPGA就是“可反复编程的逻辑器件”。

FPGA取自Field Programmable Gate Array的首个字母，代表现场(Field)可编程(Programmable)逻辑阵列(Gate Array)。

由于在产品发售后您仍然可以对产品设计作出修改，因此我们可以顺利地对产品进行更新以及针对新的协议标准作出相应改进。

相对于对售后产品设计无法进行修改的ASIC和ASSP来说，这是FPGA特有的一个优势。

由于FPGA 可编程的灵活性以及近年来科技的快速发展，FPGA也正向高集成，高性能，低功耗，低价格的方向发展，并具备了与ASIC和ASSP 同等的性能，被广泛地使用在各行各业的电子及通信设备里。

FPGA与CPLD的区别尽管很多人听说过CPLD，但是关于CPLD与FPGA之间的区别，了解的人可能不是很多。

结构化ASIC与FPGA争夺市场

ＡｐｌａｉｐｃｃＩｔｇａｄＣｒｕｔ的缩写，现概念，力图以成本相对低廉的结构化ＡＳＣｐｉｔｎＳｅｉｅｒｔｉｉｃｏｉｆｎｅｃｓＩ来抵
今产品应用当中的很多芯片都属于此列。随着御ＦＧＰＡ的进攻。半导体技术的日益精进，不断从９纳米向６纳０５米甚至４纳米深入，ＡＳＣ的功能越来越强大，５Ｉ随之而来的是成本也日益攀升。
ＦＰＧＡｖｓＡＳＩＣ
美元，６ｎ５ｍ要２０元，４ｎ６美５ｍ则要５０元０美以上。很明显，即使首次量产（ｉｓｉｃｎｔｆｒｔｓｌｏｏｉｐｏｕｔｏ）成功，这样高额的花费也不是中ｒｄｃｉｎ就小业者所能承受得起，更何况首次量产的成功率本就不是很高。ＡＳＣ另外一个让人挠头的问题在于它的设计Ｉ
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即使保守估计至少也需要数百万美元。
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Ｍａｗｍｎｐｏ
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率发生问题，而是逻辑或功能性错误导致。
批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择
之一。
ＦＧＰＡ的优势与不足
由于ＦＧＡ采用了逻辑单元阵￣ＬＡ（ｏｉＰ］ＩＣＬｇｃＣｌＡｒａ）这样一个概念，内部包括可配置逻ｅｌｒｙ辑模块ＣＢ（ｎｇｒｂｅＬｇｃＢｏｋ、输出ＬＣｏｆｕａｌｏｉｌｃ）ｉ输入模块ＩＢ（ｐｔｔｕｏｋＯＩｕｐｔｃ）和内部连线ｎＯｕＢｌ（ｎｅｃｎｅｔＩｔｒｏｎｃ）三个部分，所以ＦＧＡ就具备了Ｐ

FPGA和ASIC设计特点及应用

1FPGA和ASIC设计特点及应用1.1FPGA 设计FPGA 是一种可编程阵列逻辑电路器件。

一般的FPGA采用基于SRAM的查找表逻辑形成结构，就是用SRAM来构成逻辑函数发生器，这种结构每次系统上电时需要加载编程数据。

也有通过熔丝或反熔丝方式实现编程的，但这种实现方式只能编程一次。

FPGA 设计最终是产生出所需功能电路的编程数据。

在完成一个项目的设计规范制订和总体方案设计工作后，采用FPGA设计实现方式一般由以下流程来完成。

⑴设计输入：利用电路图或硬件描述语言等工具完成设计电路的输入；⑵功能验证：通过对设计电路的功能仿真，证明输入电路的功能达到确定目标；⑶设计综合：将用高级语言描述的电路转换成低级的，基于设计库的基本结构相映射的网表文件或程序；⑷门级仿真：包含门延时信息的仿真。

仿真就是让计算机根据一定的算法和一定的仿真库对设计进行模拟，以验证设计，排除错误；⑸布局布线：将由设计综合产生的网表文件配置于指定的目标器件中；⑹后仿真：布局布线后提取出的元件和走线延时信息加载到设计电路所进行的仿真；⑺产生用于编程的下载文件，编程下载和硬件测试。

通常PFGA器件设计采用生产厂家提供的专用设计开发工具（见表），完成所有的设计流程，最后输出可编程或下载的数据文件。

常用的FPGA器件有XILINX，ALTERA，ACTEL 等公司的产品。

随着微电子技术的发展，FPGA 的可用逻辑门数已超过了百万门级，同时内部可嵌入各种复杂功能模块实现SOPC（System on Programmable Chip）功能。

用户可根据实际设计需求选择不同规格和配置的器件。

1.2ASIC设计ASIC 是定制的专用电路芯片，大致可分为数字、模拟和数模混合ASIC。

对于数字ASIC，按版图结构及制造方法分为半定制和全定制两种实现方法。

全定制方式是一种基于半导体管级，使用全定制版图设计工具通过手工设计版图的制造方法；半定制方法是一种约束性设计方式，其目的是简化设计，缩短设计周期，降低设计成本，提高设计正确率。

FPGA与ASIC在电子设计中的比较

FPGA与ASIC在电子设计中的比较在电子设计领域中，FPGA（Field Programmable Gate Array）和ASIC （Application-Specific Integrated Circuit）是两种常见的集成电路设计技术，它们在设计复杂电路时起着重要作用。

本文将对FPGA和ASIC在电子设计中的比较进行阐述，以帮助读者更好地了解两者之间的特点和适用场景。

首先，从设计灵活性方面来看，FPGA具有明显优势。

FPGA是一种可编程的硬件，用户可以通过编程来实现不同的功能，并且可以多次重编程。

这种灵活性使得FPGA适用于快速原型设计和产品开发阶段，能够应对需求变化和快速迭代的设计要求。

相比之下，ASIC是一种定制集成电路，设计固定在硅片上，不具备可编程性。

ASIC的设计和制造过程复杂且成本高昂，适用于量产和对性能要求高、功耗和成本要求低的应用场景。

其次，就性能和功耗方面而言，ASIC往往比FPGA具有更高的性能和更低的功耗。

由于ASIC是定制化设计，可以优化电路结构和布局，达到更高的工作频率和更低的功耗。

ASIC通常用于对性能要求非常高的应用，如通信、计算等领域。

而FPGA在性能和功耗上一般不如ASIC，因为FPGA的可编程逻辑存在一定的延迟，且硬件资源有限，但适用于那些对性能要求不是特别苛刻的应用场景。

此外，成本也是影响选择FPGA或ASIC的关键因素之一。

由于FPGA具有可编程性和灵活性，其设计周期短、开发成本低，适合小规模生产和快速原型设计。

而ASIC的设计和制造成本较高，适合大规模生产和长期稳定的产品。

因此，在选择FPGA还是ASIC时，需要综合考虑设计需求、市场定位、生产规模等因素，对成本做出合理评估。

在实际应用中，通常会根据具体的项目需求和设计要求来选择FPGA或ASIC。

当需要快速原型验证、设计迭代频繁或产品生命周期较短时，FPGA是一个较好的选择；而当需要大规模生产、对性能要求极高或产品长期稳定时，ASIC更适合。

fpga面试题目及答案(3篇)

第1篇1. FPGA是什么？FPGA（现场可编程门阵列）是一种可编程逻辑器件，它可以根据用户的需求进行编程，实现各种数字电路功能。

FPGA具有高灵活性、高集成度、低功耗等优点，广泛应用于通信、工业控制、消费电子等领域。

答案：FPGA是一种可编程逻辑器件，可以根据用户需求进行编程，实现各种数字电路功能。

2. VHDL和Verilog的区别是什么？VHDL和Verilog都是硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。

两者在语法和功能上存在一些差异：- VHDL是一种强类型语言，具有丰富的数据类型和操作符，易于编写复杂的数字电路描述。

- Verilog是一种弱类型语言，数据类型较为简单，但具有简洁的语法，便于快速编写代码。

答案：VHDL和Verilog的区别在于数据类型和语法，VHDL是强类型语言，Verilog 是弱类型语言。

3. 什么是FPGA的时钟域交叉问题？FPGA的时钟域交叉问题是指当多个时钟域的信号进行交互时，可能会出现信号竞争、数据丢失等现象，导致系统性能下降或功能失效。

答案：FPGA的时钟域交叉问题是指当多个时钟域的信号进行交互时，可能会出现信号竞争、数据丢失等现象。

4. 如何处理FPGA的时序问题？处理FPGA的时序问题主要包括以下几个方面：- 设计合理的时钟树，确保时钟信号在各个模块之间稳定传播。

- 合理设置时钟分频、倍频等参数，避免时钟抖动。

- 优化模块设计，减少信号路径长度，降低信号传播延迟。

- 进行时序仿真，确保满足设计要求。

答案：处理FPGA的时序问题主要包括设计合理的时钟树、设置时钟参数、优化模块设计和进行时序仿真。

5. FPGA的配置过程是怎样的？FPGA的配置过程主要包括以下几个步骤：- 编写配置文件：使用VHDL或Verilog等硬件描述语言编写配置文件，描述FPGA 内部电路的结构和功能。

- 编译配置文件：使用FPGA厂商提供的编译工具对配置文件进行编译，生成门级网表。

FPGA基础知识,应用，ASIC、ASSP区别（四）

FPGA基础知识,应⽤，ASIC、ASSP区别（四）⼀、ASIC与ASSP区别？专⽤应⽤集成电路（ ASIC）是⼀种由电⼦组件组成的集成电路，例如：晶体管、电容器、电阻器等，这些组件被植⼊到晶元上；晶元由硅或其他半导体材料组成，并可按照特定⽤途定制。

话⾳记录器和⾼频⽐特币矿机都是 ASIC。

多年来，集成电路的组件体积已经缩⼩，这意味着在相同空间的情况下，可制成复杂度更⾼的电路。

由于组件体积的缩⼩，现在有些 ASIC ⾜够容纳多个微处理器以及其他复杂的⼦系统。

专⽤应⽤标准产品（ ASSP）则是专门针对特定应⽤市场的集成电路，可以销售给不⽌⼀个⽤户（因此才被称为“标准”），⽽ ASIC的设计和销售只针对单个客户。

许多智能⼿机和平板电脑在核⼼位置安装的微控制器和系统芯⽚都是 ASSP。

ASIC 和 ASSP 都是针对特定功能设计的。

由于配置的严格控制，ASIC 和 ASSP 体积⾮常紧凑、成本低廉、速度快、功耗低，这些都是电⼦设计⾮常需要的特征。

由于它们的功能在制造时已是硬连接，因此即便只是修改⼀⼩部分电路的功能，也并不容易。

事实上，由于它们的电路永久性地植⼊到硅晶元上，因此您根本⽆法把它拆开，再换成其他线路。

如果您需要修改已设计好的内容，只能放弃整个芯⽚，然后从头再来。

在FPGA的运算⽐在专⽤标准产品（ASSP）的微处理器更加简单快速和节能。

⼆、FPGA与ASIC区别？（成本与灵活性）FPGA能够执⾏ ASIC 能够执⾏的任何逻辑功能。

FPGA 的独特优势在于芯⽚制造完成之后，还能更新芯⽚功能，这在许多应⽤都是理想需求。

FPGA ⽐ ASIC 更具成本效益，这是因为能够按照⾃⾝需求对 FPGA 进⾏编程。

（设计时间风险的降低与速度）现在最快的 FPGA 已经能够直接与上⼀代 ASIC 竞争。

另外， FPGA 不仅降低了设计⼯作量，⽽且极⼤减少了风险。

使⽤ FPGA 将缩短您的设计时间，降低发⽣设计错误的风险，并且总体拥有成本低于 ASIC。

FPGA、CPU、GPU、ASIC性能对比

FPGA、CPU、GPU、ASIC性能对比对比传统CPU、GPU、ASIC芯片，FPGA具有高性能、低消耗和灵活性等特点，具有广泛的应用市场。

与CPU/GPU相比，单位功耗性能和计算耗时均成量级提升，同时可实现出色的I/0集成。

1．FPGA、CPU、GUP对计算密集型和通信密集型任务耗时的比较
2．CPU、GPU、FPGA不同线程下处理速度的综合对比
与ASIC定制芯片相比，主要优势为“可重构”
•FPGA和ASIC芯片上都有大量的逻辑单元，能够实现复杂的、高吞吐量的金融模型计算。

•ASIC的逻辑功能无法做二次更改，其成本随工艺的提升指数增长。

•FPGA的逻辑块和连接可以多次编辑，完成不同的逻辑功能，灵活的实现功能扩展和升级，极大减少了开发成本。

A SIC芯片设计成本随着制程提升呈指数级上升。

fpga硬件知识

fpga硬件知识FPGA硬件知识一、什么是FPGA？FPGA（Field-Programmable Gate Array）即现场可编程逻辑门阵列，是一种可编程的硬件设备。

与传统的ASIC（Application Specific Integrated Circuit）相比，FPGA具有灵活性更高的特点。

FPGA由可编程逻辑单元（PL）和可编程连接单元（CLB）组成，可以根据用户的需求进行逻辑功能的设计和实现。

二、FPGA的基本原理FPGA的基本原理是利用可编程连接单元将逻辑功能单元进行连接，从而实现特定的功能。

FPGA内部的可编程逻辑单元可以根据用户的需求，通过编程方式配置为与门、或门、非门等逻辑门。

可编程连接单元则负责将这些逻辑单元连接起来，形成用户想要的电路结构。

三、FPGA的应用领域1. 通信领域：FPGA在通信领域有着广泛的应用，可以实现各种通信协议的协议栈、数据包处理、信号处理等功能。

2. 图像与视频处理：FPGA可以实现图像和视频的编码、解码、增强、滤波等处理，广泛应用于数字电视、监控等领域。

3. 控制与自动化：FPGA可以用于控制系统的实时控制、数据采集、通信接口等，广泛应用于工业自动化、仪器仪表等领域。

4. 军事与航天：FPGA具有高可靠性和抗辐射能力，可以用于军事通信、导航、雷达等领域，也可以用于航天器的控制和数据处理。

5. 科学研究：FPGA可以用于科学实验中的数据采集、信号处理等，例如天文学中的射电望远镜、粒子物理学中的探测器等。

四、FPGA的优势和局限性1. 优势：- 灵活性高：FPGA可以根据用户的需求进行重新编程，实现不同的功能，具有很高的灵活性。

- 可重构性强：FPGA可以多次进行编程和擦除，可以实现不同的应用需求。

- 运算速度快：FPGA内部的逻辑单元可以并行运算，具有很高的运算速度。

2. 局限性：- 功耗较高：由于FPGA内部的逻辑单元是通过可编程连接单元进行连接的，其功耗较高。

ASIC、FPGA和CPU三者的特点比较

ASIC、FPGA 和CPU 三者的特点比较
ASIC 芯片内部架构较为简单，不可以硬件编程，只能用来专门处理某一种功能，灵活性最差，但是在执行某一种任务上的效率最高。

ASIC 也被称为专用集成电路。

FPGA 芯片内部架构稍微复杂一些，可以硬件编程，因而可以通过硬件编程语言来改变内部芯片的逻辑结构，从而能够在提供一定灵活性的同时，还能够保证较高的处理效率，算是在灵活性和性能上取了个折中。

FPGA 也被称为可编程集成电路。

FPGA 的特点如下：
（1）采用FPGA 设计ASIC 电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

半定制化的FPGA芯片和全定制化的ASIC芯片

半定制化的FPGA芯片和全定制化的ASIC芯片当前阶段，GPU 配合CPU 仍然是AI 芯片的主流，而后随着视觉、语音、深度学习的算法在FPGA以及ASIC芯片上的不断优化，此两者也将逐步占有更多的市场份额，从而与GPU达成长期共存的局面。

从长远看，人工智能类脑神经芯片是发展的路径和方向。

本文主要介绍半定制化的FPGA芯片和全定制化的ASIC芯片。

AI 芯片是人工智能时代的技术核心之一，决定了平台的基础架构和发展生态。

芯片发展历程AI 芯片按技术架构分类可分为GPU（Graphics Processing Unit，图形处理单元）、半定制化的FPGA、全定制化ASIC和神经拟态芯片等。

各个芯片的特点如下：GPU 通用性强、速度快、效率高，特别适合用在深度学习训练方面，但是性能功耗比较低。

FPGA 具有低能耗、高性能以及可编程等特性，相对于CPU 与GPU 有明显的性能或者能耗优势，但对使用者要求高。

ASIC 可以更有针对性地进行硬件层次的优化，从而获得更好的性能、功耗比。

但是ASIC 芯片的设计和制造需要大量的资金、较长的研发周期和工程周期，而且深度学习算法仍在快速发展，若深度学习算法发生大的变化，FPGA 能很快改变架构，适应最新的变化，ASIC 类芯片一旦定制则难于进行修改。

当前阶段，GPU 配合CPU 仍然是AI 芯片的主流，而后随着视觉、语音、深度学习的算法在FPGA以及ASIC芯片上的不断优化，此两者也将逐步占有更多的市场份额，从而与GPU达成长期共存的局面。

从长远看，人工智能类脑神经芯片是发展的路径和方向。

本文主要介绍半定制化的FPGA芯片和全定制化的ASIC芯片。

半定制化的FPGAFPGA 是在PAL、GAL、CPLD 等可编程器件基础上进一步发展的产物。

用户可以通过。

ASIC、ASSP、SoC和FPGA之间到底有何区别？

ASIC、ASSP、SoC和FPGA之间到底有何区别？事实上，工业市场是一个庞大的市场，任何一款主控芯片都无法完全将其覆盖。

就工业应用领域而言，FPGA凭借设计集成、可重新编程能力等优势，有效协助系统开发商的产品更快速地推向市场，逐渐进入传统MCU和DSP占主要份额的领域。

初露头角的FPGA已能窥见其背后广阔的市场前景，随着系统复杂度的提高，FPGA还能够集成整个芯片系统（SoC），与分立的MCU、DSP、ASSP以及ASIC解决方案相比，大幅度降低了成本。

不论是用作协处理器还是SoC皆具备不可取代的独特优势。

那么，这些器件之间差异性在哪里呢？一位资深工程师述文进行分享，内容如下：我经常收到关于各类设备之间的差异的问题，诸如ASIC、ASSP、SoC和FPGA之间的区别问题。

例如是SoC是ASIC吗？或ASIC是SoC吗？ASIC和ASSP之间的区别是什么？以及高端FPGA应该归类为SoC吗？这里有几个难题，至少技术和术语随着时间而演变。

牢记这一点，对于这些术语的起源以及它们现在的意义是什么，我对此做了高度简化的解释。

ASIC——特定应用集成电路让我们从特定应用集成电路（ASIC）开始。

正如其名称所表示的，这是因特定目的而创建的设备。

当大多数人听到这个词ASIC时，他们的“下意识”反应是，假设它是数字设备。

事实上，不论它是模拟的、数字的，或两者的混合，任何定制的芯片都是一个ASIC。

然而，对于这些讨论的目的，我们应该假设这是一个完全或主要部分是数字性质的芯片，任何模拟和混合信号功能是沿着物理接口线（物理层）或锁相回路（PLL）的。

ASIC通常被设计和使用在特定系统中的单个公司。

开发ASIC非常昂贵、耗时、资源密集的，但ASIC确实能提供低功耗的高性能。

ASSP——专用标准产品专用标准产品（ASSP）的设计和实施方式完全和ASIC相同。

这并不奇怪，因为它们本质上是相同的东西。

唯一的区别是，ASSP是更通用的设备，适用于多个系统设计工作室。

ASIC和FPGA的优势与劣势

ASIC和FPGA的优势与劣势
ASIC 和FPGA 具有不同的价值主张，在作出选择前必须仔细评估。

两种
种技术对比。

这里介绍了ASIC 和FPGA 的优势与劣势：
FPGA 与ASIC 的设计优势FPGA 的设计优势ASIC 的设计优势更快的上市时间- 无需布局、掩模和其它制造步骤。

全定制性能- 实现设计，因为器件根据设计规范进行生产。

无前期NRE（非重发性设计成本）- 与ASIC 设计有关的成本降低单位成本- 用于实现大批量设计缩短了设计周期- 由于软件可以处理很多布线、布局和时序问题小型化- 因为器件根据设计规范进行生产。

更加可预测的项目周期- 由于消除了可能的重置、晶圆容量等阶段较高的原始
内部时钟速度现场可重编程能力- 可以远程上传的新比特流。

过去FPGA 用于速度/复杂度/容量较低的设计，而当今的FPGA 则可以轻松突破500 MHz 的性能障碍。

FPGA 能够以更低的价格实现无可比拟的逻辑密度增加和众多其它特性（如嵌入式处理器、DSP 模块、时钟技术和高速串行），现已几乎成为任何设计的首选。

FPGA 和ASIC 的设计流程对比
由于设计逻辑已综合到通过验证的定义好的FPGA 器件上，这样FPGA 设计流程就避免了项目中既复杂又耗时的平面规划、布局布线、时间分析以及掩
码/项目阶段。

然而，必要时，Xilinx 还能够提供先进的布局规划、层次化设计和时序工具，使用户能够将要求最苛刻的设计的性能最大化。

tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。

仅供参阅！。

FPGA、CPU、ASIC、SoC、TPU等等，一文说明它们到底什么区别

FPGA、CPU、ASIC、SoC、TPU等等，一文说明它们到底什么区别世界变化太快，本来生活中就只有CPU，后来又闯入了MCU、FPGA、GPU、DSP、ASIC，已经难以分辨了。

现在又多了SoC、SiP、TPU、XPU，让我们读书看报越发艰难啦。

它们共同特点是都属于IC（Integrate Circuit，集成电路），并且具有运算功能。

这篇文章就是要区分开它们。

FPGA就如一块生铁，其它都是工具生铁买回家没法直接使用，但它能做成各种工具。

FPGA （Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列），把它装在电路板上也没法直接使用。

FPGA工程师的任务就是通过改变物理上的连接关系，实现各种逻辑和运算功能。

就像一块生铁能打造出很多工具，FPGA最强大的地方在于，可以灵活实现各种结构，对事件进行即时响应。

比如对于大量的运算：•把累加操作变成流水线操作，一个时钟周期就完成一次很多数的累加。

类似接力搬砖，只要人足够多，可以迅速把砖头移动到很远的地方。

•可以模拟出100块CPU计算单元，大幅提升并行计算速度。

类似于有很多个人在不同的位置同时搬砖，只要人数够多，砖头一会儿就搬完了。

为了应对人工智能深度学习对运算的需求，百度和赛灵思合作，基于FPGA推出XPU（X Processing Unit），X应该就是想表明很厉害、万能的意思吧。

FPGA的缺点也明显：•不可能对每个门电路进行优化，用户连接只在一定颗粒度上是可行的。

比起专用芯片来，速度慢、功耗大。

•受工艺限制，比起专用芯片来，量产成本高很多。

•FPGA的开发比起软件编程来，麻烦很多。

需要考虑一些硬件设计的问题，比如信号时间上对齐、资源的评估、节能等。

FPGA名字当然有其演化的历史，但实践上看，名字起得并非完美。

由于名字中有“可编程”的字眼，导致很多人认为FPGA工程师是软件设计人员。

而软件工程师只是忿忿的说，“FPGA能实现递归函数吗？不行吧。

FPGA和ASIC的概念及区别

FPGA和ASIC的概念，他们的区别？答案：FPGA是可编程ASIC。

ASIC:专用集成电路，它是面向专门用途的电路，专门为一个用户设计和制造的。

根据一个用户的特定要求，能以低研制成本，短、交货周期供货的全定制，半定制集成电路。

与门阵列等其它ASIC(Application Specific IC)相比，它们又具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点。

FPGA与ASIC实现系统设计的比较在当今的电子设备中集成电路的应用已经越来越广泛，几乎涉及到每一种电子设备中。

集成电路按其实现技术可以分为2大类：可编程逻辑器件（包括CPLD和FPGA等）和专用集成电路（ASIC）。

下面我们分别从这2类集成电路的特点和如何使用这2类集成电路来实现我们的设计需求来进行比较，以为我们以后的系统设计提供借鉴。

首先我们以FPGA为代表比较可编程逻辑器件和ASIC，它们最大的区别就是FPGA在不知道使用者的具体需求之前就已经按一定的配置制造好了所有的电路，使用者再根据自己的设计需要选用其中的电路来使用，而ASIC是根据使用者的设计需求来制造其中的电路。

由于以上原因使得这2类集成电路具有如下特点：ASIC由厂家定制，有比较低的单片生产成本，但却有很高的设计成本以及缓慢的上市时间；FPGA则具有高度的灵活性，低廉的设计成本以及适中的器件成本和快速的面世时间。

下面我们分别简单介绍使用ASIC和FPGA实现某一设计的的步骤：要设计并生产一颗ASIC其流程大致如下：首先是系统设计，这其中包括设计好系统的对外接口，系统内部大的模块划分，内部模块之间的接口确定，系统时钟的确定等等。

然后进行进一步的详细设计，这一步包括各个大模块内部的再次模块划分，内部小模块之间的接口确定等。

再下一步是进行RTL级编码，即使用硬件描述语言进行实际的电路的设计，类似于软件业的代码编写。

RTL级编码完成后进行RTL级仿真，如果功能正确那么下一步利用综合工具生成网表和SDF文件然后进行前仿真，如果前仿真没有问题即可进行布局布线，布局布线完成后再次提取网表和SDF文件，利用布局布线后的网表和SDF文件进行后仿真，如果后仿真也没有问题即可进行样片的生产。