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SoC、SiP和FPGA是什么？

發布時間：2023-12-01 16:21:47 瀏覽：2554

片上系統 (SoC) 集成電路：通過更高的集成度實現更快、更高效的集成

片上系統 (SoC) 是單片硅片上的集成電路，包含運行系統所需的所有組件。片上系統IC具有許多優點，還可以提供嵌入式微控制器，因為它們不僅由多個操作組件組成，而且生產起來高效、緊湊且具有成本效益。由于這些原因，SoC 在系統設計人員中越來越受歡迎，并且可以在大多數專注于小尺寸或最低功耗的系統中找到，例如物聯網 (IoT)、智能手機、相機、嵌入式系統，以及過去幾年的小型 PC 和筆記本電腦。

標準片上系統設計可以包括一個或多個處理器內核;內存系統，例如RAM或ROM;外部接口，如有線端口(USB、HDMI等)和無線(WiFi和藍牙);圖形處理單元 (GPU) 和其他組件，例如模擬/數字轉換器、穩壓器和內部接口總線。盡管尺寸緊湊，但片上系統IC的效率非常高，并且通常優于使用標準組件構建的系統

專用集成電路(ASIC)是一種片上系統IC，專門設計用于某些定制應用。這可以包括硬件和軟件。

系統級封裝 (SiP)

當需要集成需要多種ASIC技術的功能時，將使用系統級封裝，例如，在高壓技術中實現的高壓啟動單元，支持1200V操作，以及一些在標準CMOS技術中實現的狀態機、傳感器或ADC。英飛凌作為全球領先的ASIC供應商之一，支持系統級封裝，從簡單的引線鍵合逐芯片解決方案到基于基板的微型模塊，甚至嵌入芯片和多層。

現場可編程門陣列 (FPGA)

現場可編程門陣列 (FPGA) 是一種集成電路，在制造后可以多次重新編程。與ASIC不同，FPGA可以被多次修改，這就是為什么工程師通常使用它們來進行原型設計或構建系統解決方案，這些解決方案將以較小的批量生產。現場可編程門陣列對電路設計人員來說非常重要，因為它們的可重新編程功能可以修復錯誤，從而在短期內節省時間和金錢。它們還允許對電路進行多次迭代，并可用于在設計過程中在系統中生成快速適配，以驗證整個系統的功能或允許早期生成固件和軟件。之后，FPGA 將用于生產，或者經過驗證的功能將用于構建 ASIC。

FPGA 和 ASIC 之間的主要區別在于可編程性和成本。FPGA 是“現場可編程的”，這意味著它可以被修改和重新編程，而無需將其返回給制造商，但成本相當高，達到 3 位數 $ 范圍。由于成本極高，當系統解決方案大批量生產時，它們不能使用。（相關推薦：可編程邏輯器件芯片選型）

另一方面，ASIC 是專為特定定制應用而設計的集成電路，一旦創建，就無法修改。完全定制的IC或ASIC可以很容易地便宜10倍到30倍，是大批量產品的正確選擇。對于更復雜的開發，您只需投資一次，但可以在產品的整個生命周期內享受較低的成本。為了避免在ASIC開發過程中進行成本高昂且及時的迭代，我們在許多ASIC項目中使用FPGA進行早期原型設計和調試未來ASIC的全部或部分功能。

一旦原型構建完成并針對設計錯誤進行了全面測試，ASIC 將包括模擬等附加功能。

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