FPGA论剑（续）

25年之后，第二次华山论剑之时，天下第一的王重阳已然仙逝，郭靖少年英杰刚过二十岁，接东邪黄药师、北丐洪七公300招不败，二人默认郭靖天下第一。南帝段智兴因为出家，法号“一灯”，早已看破名利，故没有参加这次论剑。所谓南火克西金，西毒欧阳锋武功卓绝，打败东邪与北丐，可是他练了假的《九阴真经》，全身筋脉逆转，由于黄蓉伶牙俐齿，将其说疯而离开。

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回到主题，今天我们将对FPGA和ASIC一较高下。

FPGA，通译为现场可编程门阵列，内部集成大量的数字电路以及存储器，用户可以通过烧入配置程序来定义其内部电路的连线。这种烧入不是一次性的，即用户今天可以将FPGA配置为一个微控制器MCU，明天又可以将同一块FPGA配置为视频编解码器。而专用集成电路ASIC一旦设计制造完成后，电路就固定了，无法再改变。

比较 FPGA 和 ASIC 就像比较乐高积木和模型。

前者是用乐高积木搭，后者是找工厂开模定制。用乐高积木搭的话，只要设计完玩具外形后去买一套乐高积木即可。而找工厂开模的话在设计完玩具外形外你还需要做很多事情，比如玩具的材质是否会散发气味，玩具在高温下是否会融化等等，所以用乐高积木来做玩具需要的前期工作比起找工厂开模制作来说要少得多，从设计完成到能够上市所需要的时间用乐高也要快很多。

FPGA 和 ASIC 也是一样，使用 FPGA 只要写完 Verilog 代码就可以用 FPGA 厂商提供的工具实现硬件加速器了，而要设计 ASIC 则还需要做很多验证和物理设计 （ESD，Package 等等），需要更多的时间。如果要针对特殊场合（如军事和工业等对于可靠性要求很高的应用），ASIC 则需要更多时间进行特别设计以满足需求，但是用 FPGA 的话可以直接买军工级的高稳定性 FPGA 完全不影响开发时间。但是，虽然设计时间比较短，但是乐高积木做出来的玩具比起工厂定制的玩具要粗糙（性能差）许多，毕竟工厂开模是量身定制。

另外，如果出货量大的话，工厂大规模生产玩具的成本会比用乐高积木做便宜许多。FPGA 和 ASIC 也是如此，在同一时间点上用最好的工艺实现的 ASIC 的加速器的速度会比用同样工艺 FPGA 做的加速器速度快 5-10 倍，而且一旦量产后 ASIC 的成本会远远低于 FPGA 方案（便宜 10 到 100 倍）。

当然，FPGA 还有另一大特点，就是可以随时重新配置，从而在不同的场合实现不同的功能。但是，当把 FPGA 实现的加速器当作一个商品卖给用户时，要让用户自己去重新配置却要花一番功夫。这是FPGA的软肋。

FPGA 上市速度快，但性能较低。ASIC 上市速度慢，需要大量时间开发，而且一次性成本（光刻掩模制作成本）远高于 FPGA，但是性能远高于 FPGA 且量产后平均成本远低于 FPGA。FPGA 可以完全重配置，但是 ASIC 也有一定的可配置能力，只要在设计的时候就把电路做成某些参数可调的即可。

总结一下，先说ASIC，上市速度慢，一次性成本高，量产成本低，性能好，速度快，可配置能力有限。

FPGA，上市速度快，一次性成本低，但量产成本高，芯片本身成本高，完全可配置，但性能稍差。速度比ASIC在某些方面稍慢。

在一些专用领域，比如以太网物理层，PCI-e物理层、AD芯片等以及一些专用消费电子领域，ASIC优势明显。

但在更广的更高层的领域，FPGA的可重配性以及并行的处理结构等优势，使其在企业，军事和工业电子等领域应用广泛。

这场比试没有硝烟，但估计也很难有结果，侧重领域不同，应用就不同。

FPGA和ASIC两大流派各有所长，各有所短，取其长补其短，我想，这应该是开发设计者在开发过程中所要考虑和研究的。

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作者：卿萃科技ALIFPGA  

 

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