FPGA Conversion Flow DiagramFPGA-to-ASIC Conversion

オン・セミコンダクターは、FPGAからASICへの変換を専門とする業界のリーダです。大きなコスト節減、性能向上、製品保証を実現します。当社のお客様は高コストのFPGAをドロップイン交換でASICに置き換えることによって、これまでに5,000を超える用途において、システム・コストを大幅に削減することが出来ました。ほとんどのケースにおいて、ASICによって、高い性能、低い消費電力、優れたパッケージの熱的性能、放射線耐性の改善が可能です。オン・セミコンダクターは、FPGA開発のための並列開発プロセスを提供しています。これにより、開発段階ではFPGA特有の柔軟性を生かしながら、ASICを使用した低コスト生産のためのプロセスを推進します。

当社は競争力のあるデザイン・サイクル時間を提供し、迅速な生産の立ち上げを可能にします。また、長期間にわたり製造プロセスを維持し、継続して部品供給を行います。

FPGA-to-ASIC変換リファレンスマニュアル

FPGA-to-ASIC Conversion, The Best of Both Worlds

特長

FPGA-to-ASIC Conversion Design Flow Diagram利点


ダイ・サイズが小さいほど低コスト

旧来の技術でASICが達成していたのと同じシステム性能を獲得するために、FPGAは最先端の技術を使用しています。FPGAに実装されたデザインの場合、アーキテクチャとファブリック、およびプログラマブル・ロジックとインタコネクトのオーバーヘッドのために、ダイ・サイズが大きくなります。これにより、FPGAでの総消費電力が増加するだけでなく、コストにも直接影響があります。ゲートとRAMが同量の場合は、ASICのほうがダイ・サイズが小さく、通常は必要なメタル層が少なくなります。これはASICではより効率の高いカスタム配線が使用されるためです。

ダイ・サイズが小さい、処理手順が少ない、また技術の世代が古いことが、ASICの主なコスト上の優位性です。ASICの優れた実装密度の利点を生かし、可能であれば数個のFPGAをシングルチップに搭載することにより、ボード・サイズの縮小、小さなBOM、消費電力の改善、コスト節約の最大化などの追加のメリットも実現できます。


カスタマイズによる高性能の達成

デバイス速度が上がると、ASICデザインに比べてFPGAの消費電力は大幅に増加します。これは主としてFPGAの配線によるものです。 FPGAではチップのポイントAからポイントBに直接配線することはできません。代わりに、大きな容量性オーバーヘッドを持つ多くのプログラム可能な配線スイッチやワイヤ・セグメントを通じて信号を転送しなければならず、それによって消費電力が増加します。さらに、すべての潜在的なクロッキング条件を処理するためにオーバサイズ・ドライバにより、ダイ全体にわたって配置されるクロック・ネットワークで、クロックを送出します。この大規模なクロック・ネットワークには、大きな容量性負荷があり、高周波数ではかなりの電力を消費します。

ASICでは、クロック・ドライバとネットワークは、特定のクロック・ネットワーク要件に適合されており、メタル・レイヤで効率的に配線されます。基本的に、ASICでは電力を消費する未使用ロジックはありません。ハイ・エンドFPGA技術は、ASICよりも微細技術を使用していますが、コア電圧はASICと同じです。高度な微細技術を使用し、ASICと同じコア電圧を使用することにより、より多くのリーク電流がFPGAの高い電力消費に追加されます。ASICでの電力消費の低減により、シンプルなパッケージを使用できるため、少なくとも3割またはそれ以上のデバイス・コスト要因となるパッケージ・コストを削減でき、製品の総コストを下げるのに役立ちます。


変換する理由

オン・セミコンダクターは、過去20~30年にわたって、高コストのFPGAから効率の良いASICへ数千ものデザインを変換するのに成功してきました。ASICの低いユニット・コストが、長い間このような変換における主な原動力でした。しかし、FPGAからASICへの変換の魅力は、コストの節約をはるかに上回るものです。FPGAの代わりにASICを使用すれば大幅に電力を節約でき、バッテリの寿命が著しく延長されます。FPGAで使用されるプログラマブル・ロジックとは対照的に、ASICではロジックがハード・コーディングされ、デバイスを再プログラミングできないため、セキュリティと信頼性が向上します。この信頼性の強化によって、通常SRAMベースのFPGAが認可されることのないフライト・クリティカル・アプリケーションでもASICが明らかな選択肢となります。

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