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ハードウェア全く知らない人がFPGAとASICの違いを理解してみる。

Last updated at Posted at 2024-12-11

FPGA(Field Programmable Gate Array)とは

横文字でフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイの略である。
簡単にいうと「プログ可能な集積回路」の事である。

  • 柔軟性が高い 設計後でも回路の動作を変更できるため、試作や実験に向いている。
  • 開発が迅速 設計から実装までの時間が短くすぐに動作確認が出来る。
  • コスト 少量生産やプロトタイプにはコスト効率は良い!しかし、大量生産には向かない。
  • 用途 学習用、研究開発、製品の初期段階(プロトタイプの制作)など

揮発性のSRAMを用いて、LUT(Look Up Table)を切り替えて論理回路を実現。

もう少し噛み砕いていうと・・・
LUTは入力に対するあらかじめ用意された答えはこれという決められた結果をすぐに出せるようにする仕組みの事らしい。(論理演算について)
つまり、SRAMの中身を書き換えればLUTが別の動きをするようになるということ。

ASIC(Application Specific Integrated Circuit)とは?

横文字でアプリケーション・スペシフィック・インテグレーテッド・サーキットの略である。
簡単にいうと、特定の仕事だけをこなすために作られたオーダーメイドの電子回路の事。

  • 専用であるという事 特定の機能や用途に最適化されている。非常に効率的である。
  • 性能 高性能で省電力な設計が可能。
  • コスト 設計や製造にかかる初期費用が高い。(長い目で見れば1個あたりのコストが低い。)
  • 用途 スマホのプロセッサー、自動車の制御システム、家電製品など大量に必要とされる製品。

ASICには大きく分けて2種類がある。
フルカスタムICと基本的な回路や機能ブロックなどを組み合わせて設計を行うセミカスタムICがある。

セミカスタムICには基本的な論理回路を敷き詰めた半完成部品を用意し、回路間の配線を指定することで機能を実装するゲートアレイ方式がある。

機能を実装した部品化された回路を組み合わせていくスタンダートセル方式がある。

両者の特徴を合わせたエンベデットアレイ方式がある。

将来ハードウェア屋さんになるわけでもないしこの程度のふんわりした理解でいいでしょ・・・

参考文献(参照日2024年12月11日)

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