谈fpga和asic的区别

Posted 2022-07-04 IC观察者

ASICer遇到FPGAer，驴唇不对马嘴。

ASIC还是FPGA，这是个问题。

很多人都觉得同样都是写Verilog的，对于前端设计来说，FPGA和ASIC没什么区别，其实不然，从某种程度上来说，我觉得这就是两个行业。

复位不同

因为Xlinx的器件原因，Xilinx推荐高电平复位，在ASIC通常都是低电平复位。没听说过做芯片高电平复位的。

工具流差别大

FPGA开发大多是在Windows环境下开发，一个编辑器，一个Vivado可以走到底，下载bit流到开发板。一个人全流程。

ASIC开发基本都在Linux环境下开发，编译用VCS、debug用Veridi，清lint/CDC/RDC用Splayglass，收覆盖率imc，综合用DC，形式验证formality，后端做PR，DFT一直到GDSII的系列工具。需要一个完整团队，才能做出一颗芯片。

代码质量要求差别

FPGA开发，代码验证完，可以直接应Vivado自带的综合PR下板子验证。基本就没问题。

ASIC代码验证完，需要清除lint。因为很多写法是不可综合的。清完lint，进入综合，但fomal不一定能过，代码和综合后的网表对不上。综合、fomal不过，代码写得再牛逼，再快，验证的再好，也得改，重写。

ASIC的代码可以换成FPGA IP，直接放FPGA上验证，但FPGA的代码想要直接流片，还是有一段很长的路要走。

FPGA验证也因为规模小的原因，很少听说用UVM的。而且FPGA工程师一般是自己设计自己验，然后自己下板调试，trace。一人全流程。FPGA工程师基本做FPGA产品。如果有人把芯片验证认为是测试，正是无知的体现。

ASIC验证方法学UVM已经统一。验证流程也十分完善，testpoint、testcase、testplan，regression，随机，覆盖率，后仿。到系统级别的验证更是设计到软硬件交互验证，加速器验证等，最后才到了上FPGA原型验证。而FPGA基本就是调接口，测软件，基本上很少会发现RTL的bug。

都叫综合/PR，但本质不同

FPGA内部的构造大致来说，LUT实现组合逻辑，D触发器实现时序逻辑，再加上一些BRAM，硬核资源，就可以实现任意电路。所以FPGA的综合就是把RTL映射到这些资源上。

ASIC综合是将RTL映射到标准单元库上，mem。有些RTL，语法是支持，但是就是综合不了。LUT就是个大mux，瞎写的代码LUT能映射，但DC不一定过。

FPGA综合和ASIC综合完全不是一个东西。

FPGA在ASIC中的角色

FPGA在ASIC开发流程中的作用，只是用做原型验证。前面复杂的开发流程，与FPGA自成体系的开发流程相比完全不是一个量级。

你用做芯片的方法去做FPGA那是降维打击，用FPGA的方法做芯片，那叫本末倒置。

但做芯片流程复杂，放到做FPGA产品上，会造成资源浪费，杀鸡焉用牛刀。

玩法不一样

FPGA玩的是什么，是灵活性高，需求不明确，量不大，或者需求老变化，FPGA正是派上用场。

ASIC玩的就是要量产，量越大越好。需求明确，市场定位明确，未来几年内都可以不断出货。

功耗

FPGA产品设计很少关注功耗，都是插电使用的板卡。

ASIC低功耗设计又是一套设计方法学，从RTL设计，到power gating，power domain的设计，upf编写。低功耗的验证。同样的电路，FPGA的功耗也会大。

面积

如果一个产品，只是小批量出货，用FPGA实现会减少成本。但如果到了百万级别的产品量还用FPGA，那钱不都让Xilinx赚了。代码规模大，用FPGA实现困难，成本高昂。同样的电路，FPGA的面积会比ASIC大很多

通才和专才

FPGA规模小，而且是直接面向产品，FPGA工程师可以出全栈工程师，软硬件全流程覆盖。直接面向产品更有意思。

ASIC设计流程众多，岗位细分，每个人更多的只能覆盖到自己的那一部分工作。做算法IP设计的，可能不用关注中端实现过程，甚至不知道自己正在做的这个IP会用到哪个产品上。做IP会出专才，专注于协议或算法。而SOC设计又是另一套方法学体系。

FPGA其实和软件类似

想一想，类似于做软件开发，代码开发验证完成出版本，然后上开发板去测。出现问题，回来再继续改代码。产品上市了，发现了一个bug，远程OTA打个补丁，升级一下。

ASIC总不能流片一下，试一下，几千万就叫你试一下？产品到客户手里了，发现bug了，那是非常严重，召回。这一批次都废掉。

可能就是因为这样的原因，做芯片必须步步小心。流片失败，对于很多公司来说，就是倒闭灾难。

最后

以上，种种因素，造成了FPGA和ASIC整套研发流程体系不同，所以我认为严格来说，做FPGA和做ASIC就是两个行业。

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原文：https://mp.weixin.qq.com/s/QgmhX4DRSXW4yly9TJysPQ

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