Quelles sont les utilisations pratiques de l'ASIC?

Les microcontrôleurs, les FPGA, l'ASIC (circuit intégré spécifique à l'application) sont tous utilisés pour des types d'applications similaires (à différents niveaux). Je connais les microcontrôleurs et les FPGA. Mais qu'est-ce qu'un ASIC vraiment? J'ai du mal à comprendre pourquoi nous avons tous ces technologies très similaires.

Nous avons utilisé un ASIC dans un certain nombre de produits où un microcontrôleur utilisait trop d'énergie. C'était un appareil assez simple, quelques centaines de portes, et devait consommer moins de 100 nA d'électricité statique, ce qui n'était pas possible à l'époque pour les microcontrôleurs. Le prix était comparable à un microcontrôleur en raison de grandes quantités; vous aurez probablement besoin de> 100 k / an.

Un FPGA aurait non seulement été exagéré, coûtant beaucoup plus cher, mais aurait eu besoin d'un code externe Flash, ce qui a ajouté à l'empreinte déjà plus grande.

Lorsque vous essayez de concevoir un système électronique, vous pouvez généralement proposer une multitude de solutions techniquement valables en utilisant une combinaison de puces standard, y compris des composants programmables (µC, µP), des composants analogiques, une logique programmable (FPGA , CPLD) et souvenirs.

Parfois, il peut être intéressant d'intégrer uniquement les fonctionnalités dont vous avez besoin dans une puce dédiée à votre application (ou une sous-classe limitée d'applications) et c'est ce qu'est un ASIC: une combinaison de fonctions analogiques, fonctions numériques, logique programmable, programmable contrôleurs, et différents types de mémoire, dans une seule puce . Un ASIC peut également être la seule solution possible lorsque votre système doit atteindre une efficacité énergétique élevée (par exemple, le joule le plus bas / fonctionnement) ou des performances très élevées (par exemple, la latence la plus faible, ou le fonctionnement le plus élevé / seconde).

L'ASIC a coûté cher à développer (des centaines de k €, souvent beaucoup plus), mais le coût de production de milliers de tranches de silicium après l'investissement initial est faible (de quelques cents à plusieurs dizaines de cents par puce). Ils prennent également plusieurs mois pour concevoir, vérifier et produire, et nécessitent une méthodologie très complexe et des outils de développement extrêmement coûteux.

C'est pourquoi ils sont utilisés pour des applications à grand volume (par exemple, l'électronique grand public) et des applications où vous pouvez facturer un prix énorme par puce (par exemple, matériel spatial, routeurs pour les FAI, etc.)

Certains ASIC intègrent une logique programmable comme un FPGA, et certains FPGA intègrent des blocs analogiques spécifiques à l'application, de sorte que la distinction n'est pas toujours simple, mais ce qui suit est généralement vrai:

• FPGA comme disponibles sur étagère, ASIC ne sont pas
• FPGA coûte 10-1000 € par pièce, ASIC coûte 0,1-10 € par pièce
• les outils de développement pour FPGA sont accessibles, pour ASIC ça coûte une fortune
• Les systèmes FPGA peuvent être conçus en quelques semaines, les ASIC prennent des mois
• Les FPGA sont moins économes en énergie que les ASIC qui sont conçus pour l'efficacité énergétique
• Les FPGA sont moins puissants que les ASIC qui sont conçus pour des performances optimales
• Les FPGA sont disponibles avec un ensemble limité de fonctions analogiques, ASIC peut être conçu avec toutes sortes de fonctions analogiques (pour la gestion de l'alimentation, le traitement du signal, l'interface, etc.)

ASIC est un circuit intégré (IC) personnalisé pour une utilisation particulière, plutôt que destiné à un usage général. Par exemple, une puce conçue pour fonctionner dans un enregistreur vocal numérique est un ASIC. Les matrices de portes programmables sur le terrain (FPGA) sont la technologie moderne pour construire une maquette ou un prototype à partir de pièces standard; les blocs logiques programmables et les interconnexions programmables permettent d'utiliser le même FPGA dans de nombreuses applications différentes. Pour les conceptions plus petites et les volumes de production inférieurs, les FPGA peuvent être plus rentables qu'une conception ASIC, même en production.

Dit wikipedia ..

Les ASIC ont une grande utilité dans les applications aérospatiales. Parce qu'ils ne sont pas programmables sur le terrain, ils sont plus tolérants aux rayonnements. Ceci est généralement important pour les applications spatiales, en raison des environnements difficiles, et pour les applications militaires, où le matériel peut avoir besoin de fonctionner dans des environnements de rayonnement induit.

À de gros volumes, les ASIC peuvent en fait être moins chers que les FPGA, comme dans les missiles à haut taux de production.

L'inconvénient des ASIC est que, parce que la logique est gravée dans le circuit, vous devez bien faire les choses avant de tourner beaucoup. Les FPGA sont souvent utilisés pour le développement initial, la conception et la fabrication des ASIC étant relativement tardives lorsque la logique sous-jacente est solide.

Les ASIC sont des circuits intégrés spécifiques à l'application qui sont conçus pour une application ou un objectif particulier. Je dirais que quelque chose comme le processeur A6 sur le nouvel iPhone d'Apple serait un bon exemple d'un ASIC. Tout devrait être conçu à partir de zéro, donc généralement le coût non récurrent ou le coût de la recherche qui y est associé est vraiment élevé. Ainsi, les ASIC sont généralement utilisés lorsque les circuits intégrés vont être produits en très grandes quantités, de sorte que le coût total de chaque circuit intégré est très faible. Le coût de chaque IC est donné par

Coût de chaque CI = coût variable + (coût non récurrent / volume des CI), où le coût variable est le coût de fabrication de chaque CI et le coût non récurrent est le montant qui a été utilisé pour la conception du CI initial.

Cependant, les FPGA sont des circuits intégrés qui servent un usage plus général et sont disponibles sur étagère comme quelqu'un l'a déjà mentionné auparavant. Mais c'est une option moins chère que lorsque vous avez besoin de quelques circuits intégrés. Sortir sur une branche et cela ne devrait servir qu'à essayer de comprendre la différence, je peux dire que si la technique FPGA était utilisée pour le processeur iPhone A6 et le nombre évident d'iPhones qu'Apple vend, la technique FPGA serait plus coûteux pour Apple par rapport à la méthode ASIC. Vous pourriez prendre la dernière déclaration avec une pincée de sel.