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SoC、SiP和FPGA是什么？

发布时间：2023-12-01 16:21:47 浏览：607

片上系统 (SoC) 集成电路：通过更高的集成度实现更快、更高效的集成

片上系统 (SoC) 是单片硅片上的集成电路，包含运行系统所需的所有组件。片上系统IC具有许多优点，还可以提供嵌入式微控制器，因为它们不仅由多个操作组件组成，而且生产起来高效、紧凑且具有成本效益。由于这些原因，SoC 在系统设计人员中越来越受欢迎，并且可以在大多数专注于小尺寸或最低功耗的系统中找到，例如物联网 (IoT)、智能手机、相机、嵌入式系统，以及过去几年的小型 PC 和笔记本电脑。

标准片上系统设计可以包括一个或多个处理器内核;内存系统，例如RAM或ROM;外部接口，如有线端口(USB、HDMI等)和无线(WiFi和蓝牙);图形处理单元 (GPU) 和其他组件，例如模拟/数字转换器、稳压器和内部接口总线。尽管尺寸紧凑，但片上系统IC的效率非常高，并且通常优于使用标准组件构建的系统

专用集成电路(ASIC)是一种片上系统IC，专门设计用于某些定制应用。这可以包括硬件和软件。

系统级封装 (SiP)

当需要集成需要多种ASIC技术的功能时，将使用系统级封装，例如，在高压技术中实现的高压启动单元，支持1200V操作，以及一些在标准CMOS技术中实现的状态机、传感器或ADC。英飞凌作为全球领先的ASIC供应商之一，支持系统级封装，从简单的引线键合逐芯片解决方案到基于基板的微型模块，甚至嵌入芯片和多层。

现场可编程门阵列 (FPGA)

现场可编程门阵列 (FPGA) 是一种集成电路，在制造后可以多次重新编程。与ASIC不同，FPGA可以被多次修改，这就是为什么工程师通常使用它们来进行原型设计或构建系统解决方案，这些解决方案将以较小的批量生产。现场可编程门阵列对电路设计人员来说非常重要，因为它们的可重新编程功能可以修复错误，从而在短期内节省时间和金钱。它们还允许对电路进行多次迭代，并可用于在设计过程中在系统中生成快速适配，以验证整个系统的功能或允许早期生成固件和软件。之后，FPGA 将用于生产，或者经过验证的功能将用于构建 ASIC。

FPGA 和 ASIC 之间的主要区别在于可编程性和成本。FPGA 是“现场可编程的”，这意味着它可以被修改和重新编程，而无需将其返回给制造商，但成本相当高，达到 3 位数 $ 范围。由于成本极高，当系统解决方案大批量生产时，它们不能使用。（相关推荐：可编程逻辑器件芯片选型）

另一方面，ASIC 是专为特定定制应用而设计的集成电路，一旦创建，就无法修改。完全定制的IC或ASIC可以很容易地便宜10倍到30倍，是大批量产品的正确选择。对于更复杂的开发，您只需投资一次，但可以在产品的整个生命周期内享受较低的成本。为了避免在ASIC开发过程中进行成本高昂且及时的迭代，我们在许多ASIC项目中使用FPGA进行早期原型设计和调试未来ASIC的全部或部分功能。

一旦原型构建完成并针对设计错误进行了全面测试，ASIC 将包括模拟等附加功能。

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