¿Cuáles son los usos prácticos de ASIC?

Utilizamos un ASIC en varios productos en los que un microcontrolador usaba demasiada energía. Era un dispositivo bastante simple, un par de cientos de puertas, y tenía que consumir menos de 100 nA de estática, lo que para los microcontroladores en ese momento no era posible. El precio era comparable a un microcontrolador debido a las altas cantidades; probablemente necesitarás > 100 k / año.

Un FPGA no solo habría sido excesivo, costando mucho más, sino que habría necesitado un código externo Flash, que se sumó a la huella ya más grande.

Cuando intenta diseñar un sistema electrónico, generalmente puede encontrar una multitud de soluciones técnicamente válidas utilizando una combinación de chips listos para usar, que incluyen componentes programables (µC, µP), componentes analógicos, programables. Lógica (FPGA, CPLD) y memorias.

A veces puede ser interesante integrar solo las funcionalidades que necesita en un chip dedicado a su aplicación (o una subclase limitada de aplicaciones) y eso es lo que es un ASIC: una combinación de funciones analógicas, digitales funciones, 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 (p. Ej., Menor valor / operación) o muy alto rendimiento (p. Ej., Menor latencia, o mayor operación / segundo).

El ASIC cuesta mucho para desarrollarse (cientos de k €, a menudo mucho más), pero el costo de producir miles de obleas de silicio después de la inversión inicial es bajo (de centavos a decenas de centavos por chip). También tardan varios meses en diseñar, verificar y producir, y requieren una metodología muy compleja y herramientas de desarrollo escandalosamente caras.

Es por eso que se usan para aplicaciones de alto volumen (por ejemplo, electrónica de consumo) y aplicaciones donde se puede cobrar un enorme precio por chip (por ejemplo, hardware espacial, enrutadores para ISP, etc.)

Algunos ASIC integran lógica programable como un FPGA, y algunos FPGA integran bloques analógicos específicos de la aplicación, por lo que la distinción no siempre es simple, pero lo siguiente es generalmente cierto:

• FPGA disponible como disponible, ASIC no lo es
• FPGA cuesta 10-1000 € por pieza, ASIC cuesta 0.1-10 € por pieza
• las herramientas de desarrollo para FPGA son accesibles, para ASIC cuesta una fortuna
• Los sistemas FPGA se pueden diseñar en semanas, ASIC toma meses
• Los FPGA son menos eficientes en energía que los ASIC que están diseñados para la eficiencia energética
• Los FPGA son menos potentes que los ASIC que están diseñados para un rendimiento máximo
• Los FPGA están disponibles con un conjunto limitado de funciones analógicas, ASIC se puede diseñar con todo tipo de funciones analógicas (para administración de energía, procesamiento de señales, interfaz, etc.)

  

ASIC es un circuito integrado (IC) personalizado para un uso particular,   en lugar de ser para uso general. Por ejemplo, un chip.   Diseñado para ejecutarse en una grabadora de voz digital es un ASIC.   Arreglos de puertas programables en campo (FPGA) son la tecnología moderna   para la construcción de una placa de pruebas o prototipo a partir de piezas estándar;   Los bloques lógicos programables y las interconexiones programables permiten la   mismo FPGA para ser utilizado en muchas aplicaciones diferentes. Para los más pequeños   diseños y menores volúmenes de producción, los FPGA pueden ser más rentables   que un diseño ASIC incluso en producción.

Dice wikipedia ..

Los ASIC tienen una gran utilidad en aplicaciones aeroespaciales. Debido a que no son programables en el campo, son más tolerantes a la radiación. Esto es generalmente importante para aplicaciones espaciales, debido a los entornos hostiles, y para aplicaciones militares, donde el hardware puede necesitar operar a través de entornos de radiación inducida.

En grandes volúmenes, los ASIC pueden ser más baratos que los FPGA, como en los misiles de alta tasa de producción.

La desventaja de los ASIC es que debido a que la lógica está grabada en el circuito, debes hacerlo bien antes de girar un lote grande. Los FPGA se utilizan a menudo para el desarrollo inicial con el diseño y la fabricación de ASIC que llegan relativamente tarde cuando la lógica subyacente es sólida.

Los ASIC son IC de aplicación específica que están diseñados para una aplicación o propósito en particular. Yo diría que algo como el procesador A6 en el nuevo iPhone de Apple sería un buen ejemplo de un ASIC. Todo debería estar diseñado desde cero, por lo que generalmente el costo no recurrente o el costo de la investigación que lo implica es realmente alto. Por lo tanto, generalmente los ASIC se utilizan cuando los IC se van a producir en cantidades muy grandes, por lo que el costo total de cada IC es muy pequeño. El costo de cada IC está dado por

Costo de cada CI = costo variable + (Costo no recurrente / Volumen de CI), donde el costo variable es el costo de fabricación de cada CI y el costo no recurrente es la cantidad que se utilizó para diseñar el CI inicial.

Sin embargo, los FPGA son circuitos integrados que sirven para un propósito más general y están disponibles de forma estándar como alguien ya ha mencionado anteriormente. Pero esta es una opción más barata solo cuando necesita unos pocos circuitos integrados. Salir en una extremidad y esto solo debería servir como un medio para tratar de entender la diferencia, puedo decir que si se usara la técnica FPGA para el procesador de iPhone A6 y el número obvio de iPhones que Apple vende, la técnica FPGA sería Más costoso para Apple en comparación con el método ASIC. Podrías tomar la última afirmación con una pizca de sal.