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FPGA

FPGA 是可以先購買再設計的“萬能”芯片。FPGA (Field Programmable Gate Array)現場可編程門陣列,是在硅片上預先設計實現的具有可編程特性的集成電路,它能夠按照設計人員的需求配置為指定的電路結構,讓客戶不必依賴由芯片制造商設計和制造的 ASIC 芯片。廣泛應用在原型驗證、通信、汽車電子、工業控制、航空航天、數據中心等領域。

FPGA 硬件三大指標:制程、門級數及 SERDES 速率,配套 EDA 軟件工具同樣重要。比較 FPGA 產品可以從技術指標入手。從 FPGA 內部結構來看,主要包括:可編程輸入/輸出單元(I/O)、可編程邏輯塊(LC)、 完整的時鐘管理(CMT)、嵌入塊式 RAM(BRAM)、布線資源、內嵌的底層功能單元和專用硬件模塊等。


根據賽靈思披露的數據,一個 LUT6 等效 1.6 個 LC,一個 LC 對應幾十到上百“門”,1000 萬門約等于 10 萬 LC,即 100K CLB 級別 FPGA。與 ASIC 不同的是,客戶在選購 FPGA 產品不僅考慮硬件參數,配套 EDA 軟件的性能也同樣重要。目前國內廠商高端產品在硬件性能指標上均與賽靈思高端產品有較大差距。


相對于ASIC,FPGA具有3點優勢:

  • 1、可編輯,更靈活

  • 2、產品上市時間短,節省了 ASIC 流片周期

  • 3、避免一次性工程費用,用量較小時具有成本優勢。


1)靈活性:通過對 FPGA 編程,FPGA 能夠執行 ASIC 能夠執行的任何邏輯功能。FPGA 的獨特優勢在于其靈活性,即隨時可以改變芯片功能,在技術還未成熟的階段,這種特性能夠降低產品的成本與風險,在 5G 初期這種特性尤為重要。


2)上市時間:由于 FPGA 買來編程后既可直接使用,FPGA 方案無需等待三個月至一年的芯片流片周期,為企業爭取了產品上市時間。



3)成本:FPGA 與 ASIC 主要區別在 ASIC 方案有固定成本而 FPGA 方案幾乎沒有,在使用量小的時候,FPGA 方案由于無需支付一次性百萬美元的流片成本,同時也不用承擔流片失敗風險,FPGA 方案的成本低于 ASIC,隨著使用量的增加,FPGA 方案在成本上的優勢逐漸縮小,超過某一使用量后,ASIC 方案由于大量流片產生了規模經濟,在成本上更有優勢。


4)技術趨勢:制程迭代驅動 33 年發展,平臺型產品是未來。


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