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技術情報・技術コラム

ASICとFPGAの違いについて解説!

A-STEP基板部品面(XC7Z030)

ASICとは?何ができるのか

ASIC(エーシック)とは、ある特定の用途や分野のために使われる電子機器やシステムに搭載される、「大規模集積回路」の総称です。

マイコン、DSP、GPU、メモリ、専用回路などに内臓され、特定のユーザーを対象にするUSIC(User Specific IC)、非特定のユーザーを対象にするASSP(Application Specific Standard Product)に分類されます。

また、ASICを開発するにあたって、ゼロから論理回路を設計する「フルカスタム型」と、回路や機能ブロックを組み合わせて設計する「セミカスタム型」があります。

一般的に、「フルカスタム型」はデバイスの性能・集積度設計・自由度の観点では有利になる反面、開発費と納品までの期間の観点では不利になると言われています。

したがって、「フルカスタム型」よりも「セミカスタム型」の方が短納期かつ低コストで実現することができます。

「セミカスタム型」にも様々な種類があり、例えば、基本となる論理回路のみで構成される半完成品をあらかじめ作成し、顧客からの注文により配線を指定することで完成品となる「ゲートアレイ」方式や、ある程度まとまって標準化されている機能を実装し、最適設計され部品化された回路を組み合わせていく「スタンダードセル」方式、両方の特徴を組み合わせて設計される「エンベデッドアレイ」方式などがあります。

FPGAとは?何ができるのか

FPGA とは、Field Programmable Gate Arrayの文字通り、設計者がフィールド(現場)で論理回路の構成をプログラムできるゲート(論理回路)を集積したデバイスのことです。製造後は回路構成を変更できないLSI(集積回路)に対し、プログラムにより内部の回路構成、つまりデバイスの処理内容を書き換えられることからProgrammable(装置やソフトウェア、システムなどの動作を利用者が必要に応じて変更・自動化できること)と呼ばれます。

ASICとFPGAですが、両者は何が違うのでしょうか。

詳しく解説致します。

ASICとFPGAの違い

ASICとFPGAの違いは2点ございます。

①柔軟性

ASICは安価に開発を行うことが可能ですが、一度開発を行うと仕様を修正できません。

その一方で、FPGAは回路情報を書き換えることができ、仕様を修正できる柔軟性を備えています。

なお、柔軟性が高い分、処理が多くなり論理回路の規模が大きくなってしまうことで部品サイズが大きくなることもありますが、周辺回路を取り組むことで基板全体のサイズを小さくすることも可能です。

②開発期間・コスト

先述した通り、ASICには「フルカスタム型」と「セミカスタム型」があり、論理設計を行う必要があります。したがって、多くの開発期間とコストを要する場合があります。

しかし、FPGAは上記のように柔軟性が特徴であるため、知識さえあれば容易に開発を行えます。

ただし、特定の用途で使われるASICは必要な最低限の回路で構成されるため部品コストが抑えらえる半面、FPGAはその柔軟性によってコストが高くなる傾向があります。

まとめ

いかがでしたでしょうか。

ASICおよびASICとFPGAの違いについてご理解いただけましたでしょうか。

組み込み機器・ハードウェア 設計製作.comを運営する株式会社アイディアイでは、FPGAを用いた組み込み機器の設計開発代行を得意としております。FPGAを用いた組み込み機器の開発及び、ASICからFPGAへの代替等のご相談はぜひ当社までお気軽にお申し付けくださいませ。

弊社担当よりお返事させて頂きます。

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