FPGA बनाम ASIC: परिभाषाएँ और अंतर

FPGA और ASIC दो मुख्य रूप से सबसे महत्वपूर्ण चिप प्रौद्योगिकियां हैं जिनका उपयोग एकीकृत सर्किट में किया जाता है। लेकिन उनका उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है क्योंकि कई पहलुओं में अलग-अलग विशेषताएं होती हैं। यदि आप उनके बीच के अंतर को स्पष्ट नहीं करते हैं या गलत जगह पर उनका उपयोग करते हैं, तो आपको नुकसान हो सकता है।

इस पृष्ठ पर, हम परिचय देंगे कि FPGA और ASIC क्या है, और उनके बीच विशेषताओं और अनुप्रयोगों के अंतर, आप समस्या का पता लगा सकते हैं और सीख सकते हैं कि इस शेयर के माध्यम से अपने व्यवसाय के लिए बेहतर कैसे चुनें। चलो पढ़ते रहो!

साझा करना ही देखभाल है!

सामग्री

● ASIC क्या है?

● एफपीजीए क्या है?

● FPGA और ASIC के बीच अंतर क्या हैं?

● सामान्य प्रश्न

● निष्कर्ष

ASIC क्या है?

ASIC का मतलब एप्लीकेशन-स्पेसिफिक इंटीग्रेटेड सर्किट है। इसके अलावा, जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, यह एक चिप है जो उस उद्देश्य को पूरा करती है जिसके लिए इसे डिज़ाइन किया गया है और यह रीप्रोग्रामिंग या संशोधन की अनुमति नहीं देता है। जिसका, बदले में, इसका अर्थ है कि प्रोग्रामिंग पूर्ण होने के बाद यह कोई अन्य कार्य नहीं कर सकता है या किसी अन्य एप्लिकेशन को निष्पादित नहीं कर सकता है।

के बाद से एएसआईसी का डिजाइन एक विशिष्ट कार्य के लिए है, यह निर्धारित करता है कि चिप अपनी प्रोग्रामिंग कैसे प्राप्त करता है। प्रोग्रामिंग प्रक्रिया में परिणामी सर्किट को स्थायी रूप से सिलिकॉन में खींचना शामिल है।

अनुप्रयोगों के संदर्भ में, ASIC चिप तकनीक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे लैपटॉप, स्मार्टफोन और टीवी में उपयोग में है, ताकि आपको उनके उपयोग के दायरे का अंदाजा हो सके।

एफपीजीए क्या है?

फील्ड प्रोग्रामेबल गेट ऐरे या FPGA ASIC चिप तकनीक के साथ सीधी प्रतिस्पर्धा में है। इसके अलावा, एफपीजीए, संक्षेप में, एक चिप है जिसे प्रोग्राम किया जा सकता है और किसी भी समय में कई कार्यों को करने के लिए पुन: प्रोग्राम किया जा सकता है।

इसके अलावा, एक चिप में हजारों इकाइयां शामिल होती हैं जिन्हें लॉजिक ब्लॉक कहा जाता है, जो प्रोग्राम करने योग्य इंटरकनेक्ट से जुड़े होते हैं। FPGA का सर्किट कई विन्यास योग्य ब्लॉकों को जोड़कर बनाया गया है, और इसकी एक कठोर आंतरिक संरचना है। संक्षेप में, FPGA अनिवार्य रूप से ASIC का प्रोग्राम करने योग्य संस्करण है।

कुल मिलाकर, FPGA सामान्य कार्यक्षमता प्रदान करता है जो आपके विनिर्देशों के लिए प्रोग्रामिंग की अनुमति देता है। हालांकि, जीवन में अधिकांश चीजों की तरह, FPGA की बहुमुखी प्रतिभा के दुष्प्रभाव होते हैं। इस मामले में, यह एक बढ़ी हुई लागत, बढ़ी हुई आंतरिक देरी और सीमित एनालॉग कार्यक्षमता है।

FPGA का परिचय

FPGA और ASIC के बीच अंतर क्या हैं?

अगले कई पैराग्राफों में, मैं आवेदन, वाणिज्यिक व्यवहार्यता और तकनीकी पहलुओं के संदर्भ में FPGA और ASIC दोनों की साथ-साथ तुलना प्रदान करूंगा। विशेष रूप से, वे एनआरई, डिजाइन प्रवाह, प्रदर्शन और दक्षता, लागत, बिजली की खपत, आकार, बाजार के लिए समय, विन्यास, प्रवेश के लिए बाधाएं, प्रति यूनिट लागत, ऑपरेटिंग आवृत्ति, एनालॉग डिजाइन, अनुप्रयोग हैं। ध्यान रखें कि दोनों प्रौद्योगिकियां विभिन्न अनुप्रयोगों और मानदंडों में उत्कृष्टता प्राप्त करती हैं, और यह आमतौर पर पसंद के संदर्भ में आपकी व्यक्तिगत आवश्यकताओं के अनुरूप होती है।

एनआरई

NRE का मतलब गैर-आवर्ती इंजीनियरिंग लागत है। जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, आवर्ती और लागत शब्दों के साथ, एक ही वाक्य में, हर व्यवसाय चिंतित होता है जब वे उन दो शब्दों को सुनते हैं। इसलिए, यह कहना सुरक्षित है कि यह एक आवश्यक निर्णायक कारक है। इसके अलावा, ASIC के मामले में, यह असाधारण रूप से अधिक है, जबकि, FPGA के साथ, यह लगभग न के बराबर है।

हालांकि, भव्य योजना में, कुल लागत कम हो जाती है और एएसआईसी के संदर्भ में आपको जितनी अधिक मात्रा की आवश्यकता होती है उतनी ही कम हो जाती है। इसके अलावा, FPGA आपको समग्र रूप से अधिक खर्च कर सकता है क्योंकि इसकी व्यक्तिगत लागत ASIC की तुलना में प्रति यूनिट अधिक है।

डिजाइन प्रवाह

प्रत्येक इंजीनियर और पीसीबी डिजाइनर अधिक परेशानी मुक्त और सरल डिजाइन प्रक्रिया पसंद करते हैं। सिर्फ इसलिए कि आप जो करते हैं वह जटिल है, इसका मतलब यह नहीं है कि आप चाहते हैं कि प्रक्रिया ही जटिल हो। इसलिए, डिजाइन प्रवाह की सादगी के संदर्भ में, FPGA ASIC की तुलना में कम जटिल है।

इसके कारण है FPGA का लचीलापन, बहुमुखी प्रतिभा, बाजार के लिए कम समय, और तथ्य यह है कि यह पुन: प्रोग्राम करने योग्य है। जबकि, ASIC के साथ, यह डिज़ाइन प्रवाह के संदर्भ में अधिक शामिल है क्योंकि यह पुन: प्रोग्राम करने योग्य नहीं है, और इसके लिए डिज़ाइन प्रक्रिया के लिए महंगे समर्पित EDA टूल की आवश्यकता होती है।

प्रदर्शन और दक्षता

प्रदर्शन के मामले में, ASIC एक छोटे अंतर से FPGA से बेहतर प्रदर्शन करता है, मुख्य रूप से कम बिजली की खपत और विभिन्न संभावित कार्यात्मकताओं के कारण जिन्हें आप एक चिप पर परत कर सकते हैं। इसके अलावा, FPGA की आंतरिक संरचना अधिक कठोर है, जबकि ASIC के साथ, आप इसे बिजली की खपत या गति में उत्कृष्टता के लिए डिज़ाइन कर सकते हैं।

लागत

बढ़ी हुई एनआरई लागत के साथ भी, एएसआईसी को अधिक लागत प्रभावी माना जाता है, एफपीजीए की तुलना में सभी चीजों पर विचार किया जाता है, जो कम मात्रा में विकसित होने पर ही लाभदायक होते हैं।

बिजली की खपत

जैसा कि मैंने पहले उल्लेख किया है, ASIC को कम शक्ति की आवश्यकता होती है और इस प्रकार से बेहतर विकल्प प्रदान करते हैं उच्च बिजली की खपत FPGA. विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ जो बैटरी से संचालित होते हैं।

आकार

आकार के संदर्भ में, यह भौतिकी की बात है। ASIC के साथ, इसका डिज़ाइन एक कार्यक्षमता के लिए है; इसलिए, इसमें वांछित आवेदन के लिए आवश्यक फाटकों की संख्या शामिल है। हालांकि, FPGA की बहुक्रियाशीलता के साथ, इसकी आंतरिक संरचना और एक विशिष्ट आकार के कारण एक इकाई काफी बड़ी होगी, जिसे आप बदल नहीं सकते।

बाजार के लिए समय

इसलिए, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एफपीजीए डिजाइन प्रवाह के मामले में अपनी सादगी के कारण एएसआईसी की तुलना में बाजार में तेजी से समय देता है। इसके अलावा, ASIC को भी लेआउट, बैक एंड प्रोसेस और उन्नत सत्यापन की आवश्यकता होती है, जो सभी समय लेने वाले होते हैं।

विन्यास

 

कुल मिलाकर, FPGA और ASIC के बीच सबसे स्पष्ट अंतर प्रोग्रामयोग्यता है। इसलिए, यहाँ तार्किक निष्कर्ष यह है कि FPGA लचीलेपन के मामले में अधिक विकल्प प्रदान करता है। FPGA न केवल लचीला है, बल्कि वे "हॉट-स्वैपेबल" कार्यक्षमता भी प्रदान करते हैं जो उपयोग में रहते हुए भी संशोधन की अनुमति देता है।

प्रवेश में बाधाएं

 

प्रवेश की बाधाएं, संक्षेप में, इन प्रौद्योगिकियों को प्राप्त करने में कठिनाई और इससे जुड़ी अग्रिम लागत को संदर्भित करती हैं। एएसआईसी के संदर्भ में, यह एनआरई और डिजाइन के साथ-साथ संचालन की जटिलता के कारण असाधारण रूप से अधिक है। रिपोर्ट से संकेत मिलता है कि ASIC विकास लाखों में हो सकता है, जबकि FPGA के साथ, आप कुछ भव्य (<$5000) से कम के साथ विकास शुरू कर सकते हैं।

प्रति यूनिट लागत

 

हालांकि एएसआईसी का एनआरई अधिक है, इसकी प्रति यूनिट लागत एफपीजीए की तुलना में कम है, जो उन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादन डिजाइन परियोजनाओं के लिए आदर्श बनाती है।

कार्यकारी आवृति

 

डिज़ाइन विनिर्देशों के संदर्भ में, FPGA में सीमित परिचालन आवृत्तियाँ हैं। यह इसके लचीलेपन (reprogrammable) के उन दुष्प्रभावों में से एक है। हालांकि, ASIC कार्यक्षमता के लिए अधिक केंद्रित दृष्टिकोण के साथ, यह उच्च आवृत्तियों पर काम कर सकता है।

एनालॉग डिजाइन

यदि आपके डिज़ाइन एनालॉग हैं, तो आप FPGA का उपयोग नहीं कर पाएंगे। हालांकि, एएसआईसी के मामले में, आप एनालॉग हार्डवेयर जैसे आरएफ ब्लॉक (ब्लूटूथ और वाईफाई), एनालॉग से डिजिटल कन्वर्टर्स और अपने एनालॉग डिजाइनों को सुविधाजनक बनाने के लिए और अधिक का उपयोग कर सकते हैं।

 

आवेदक

 

सबसे पहले, यह एक तथ्य है कि लचीलापन FPGA का मजबूत सूट है, जो इसे उन उपकरणों और अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है जिन्हें बार-बार संशोधन की आवश्यकता होती है, जैसे डिजाइनिंग डीसी / डीसी नियामक ओवरवॉल्टेज संरक्षण के लिए प्रयोग किया जाता है. हालांकि, ASIC अधिक स्थायी अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त है जिन्हें संशोधन की आवश्यकता नहीं है। कुल मिलाकर, यदि आप एक बड़े पैमाने पर उत्पादन प्रकार की परियोजना तैयार कर रहे हैं, तो ASIC जाने के लिए अधिक लागत प्रभावी मार्ग है, बशर्ते आपके उपकरणों को कॉन्फ़िगर करने या पुन: कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता न हो।

आम सवाल-जवाब

1. प्रश्न: क्या FPGA मर चुके हैं?

ए: एफपीजीए निश्चित रूप से एक मृत अंत नहीं है। उनके पुन: विन्यास के कारण, जब तक ASIC एक चीज है, वे कभी भी अप्रचलित नहीं होंगे।

2. प्रश्न: क्या FPGA पर प्रोग्राम करना कठिन है?

ए: एफपीजीए विक्रेता दावा करते हैं कि उनके उत्पाद डीएसपी, सीपीयू और जीपीयू के आदर्श विकल्प हैं - भले ही वे सभी एक डिवाइस में हों - लेकिन यह सर्वविदित है कि सॉफ्टवेयर इंजीनियरों के लिए प्रोग्राम करना मुश्किल है क्योंकि वे पारंपरिक प्रोसेसर से अलग हैं।

3. प्रश्न: FPGA क्या है और इसे ऐसा क्यों कहा जाता है?

ए: तथाकथित फील्ड प्रोग्रामेबल गेट ऐरे (FPGA) इसलिए है क्योंकि उनकी संरचना एप्लिकेशन विशिष्ट इंटीग्रेटेड सर्किट (ASIC) के पुराने "गेट एरे" फॉर्म के समान है।

4. प्रश्न: एफपीजीए क्या कर सकता है?

ए: एफपीजीए विशेष रूप से एप्लिकेशन विशिष्ट एकीकृत सर्किट (एएसआईसी) या प्रोसेसर प्रोटोटाइप के लिए उपयोगी है। FPGA को ASIC या प्रोसेसर डिज़ाइन पूरा होने तक और कोई त्रुटि नहीं होने तक, और अंतिम ASIC का वास्तविक निर्माण शुरू होने तक फिर से प्रोग्राम किया जा सकता है। इंटेल नई चिप को प्रोटोटाइप करने के लिए FPGA का उपयोग करता है।

निष्कर्ष

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