Esta publicación cubre las diferencias entre los circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC) y los conjuntos de puertas programables en campo (FPGA), junto con sus respectivos casos de uso. Aquí, discutiremos por qué uno podría preferir los ASIC a los FPGA, qué define un ASIC y las condiciones bajo las cuales los ASIC se denominan System on Chips (SoC). En este artículo, también encontrará información sobre por qué se utilizan los FPGA y consejos sobre cómo elegir un FPGA.
¿Por qué utilizar ASIC en lugar de FPGA?
La elección de ASIC en lugar de FPGA a menudo se reduce a varias ventajas clave que ofrecen los ASIC:
- Rendimiento: los ASIC están optimizados para tareas específicas, lo que les permite lograr un mayor rendimiento en comparación con los FPGA, especialmente para aplicaciones de alta velocidad. Esta optimización del rendimiento a menudo da como resultado tiempos de procesamiento más rápidos y una menor latencia.
- Eficiencia energética: los ASIC consumen menos energía que los FPGA para tareas similares porque están diseñados específicamente para una función particular. Esto puede ser crucial en dispositivos o aplicaciones que funcionan con baterías donde el consumo de energía es una preocupación importante.
- Costo de grandes volúmenes: si bien el costo de desarrollo inicial de los ASIC es mayor debido a los procesos de diseño y fabricación, el costo por unidad disminuye significativamente en grandes volúmenes. Para productos que se producirán en grandes cantidades, los ASIC se vuelven más rentables que los FPGA.
- Tamaño: los ASIC pueden ser más pequeños en comparación con los FPGA para la misma funcionalidad. Esto es particularmente ventajoso en aplicaciones donde el espacio en la placa es limitado.
¿Qué es un ASIC y cuándo se denominan SoC a los ASIC?
Un ASIC, o circuito integrado de aplicación específica, es un tipo de circuito integrado diseñado para una aplicación o función específica, a diferencia del uso de propósito general. Los ASIC se utilizan normalmente en dispositivos donde el rendimiento, la eficiencia y el tamaño son críticos.
Los ASIC se denominan System on Chips (SoC) cuando integran múltiples componentes de una computadora o sistema electrónico en un solo chip. Esto puede incluir no sólo la unidad de procesamiento, sino también la memoria, los puertos de entrada/salida y otros elementos esenciales. Los SoC permiten diseños más compactos, reducen el consumo de energía y pueden mejorar el rendimiento al minimizar la distancia que deben recorrer los datos entre los componentes.
¿Por qué utilizamos FPGA?
Los FPGA, o conjuntos de puertas programables en campo, se utilizan por diversas razones, entre ellas:
- Flexibilidad: los FPGA se pueden programar y reprogramar después de su fabricación. Esto permite a los desarrolladores realizar cambios en el diseño incluso después de que se haya implementado el producto, adaptándose a los requisitos cambiantes.
- Creación rápida de prototipos: son ideales para crear prototipos de diseños antes de comprometerse con la producción de ASIC, lo que permite a los ingenieros probar y validar conceptos rápidamente.
- Tiempo de comercialización más corto: los FPGA pueden reducir significativamente el tiempo que lleva llevar un producto al mercado porque no requieren el largo proceso de fabricación asociado con los ASIC.
- Producción de bajo volumen: para productos que no se producirán en grandes volúmenes, los FPGA pueden ser más económicos que los ASIC, dada la menor inversión inicial y el menor tiempo de desarrollo.
¿Cómo elegir una FPGA?
Al seleccionar una FPGA, se deben considerar varios factores:
- Requisitos de rendimiento: evalúe la velocidad, la densidad lógica y las características específicas necesarias para su aplicación. Los diferentes FPGA ofrecen distintos niveles de rendimiento.
- Consumo de energía: evalúe las necesidades de consumo de energía de su aplicación. Algunos FPGA están diseñados para baja potencia, lo cual es esencial para dispositivos que funcionan con baterías.
- Capacidades de E/S: asegúrese de que la FPGA tenga suficientes pines de entrada/salida y admita los tipos de conexiones necesarias para su proyecto.
- Herramientas de desarrollo: considere la disponibilidad y calidad de las herramientas y bibliotecas de desarrollo que admiten la FPGA. Esto puede afectar la facilidad de diseño e implementación.
- Costo: Finalmente, considere su presupuesto. Los FPGA pueden variar significativamente en precio, así que elija uno que se ajuste a sus limitaciones financieras y al mismo tiempo cumpla con sus requisitos de rendimiento.
Esperamos que este artículo le haya ayudado a conocer las ventajas de los ASIC sobre los FPGA, qué define un ASIC y un SoC, las razones para usar FPGA y cómo seleccionar el FPGA adecuado para sus necesidades. Comprender estos conceptos puede ayudar a tomar decisiones informadas en el diseño y desarrollo de sistemas electrónicos.
