就业 | FPGA和ASIC到底选哪个好？

当下，集成电路设计发展趋势越来越好，许多公司都在积极开发能够实现移动端，汽车端，消费类电子端的智能硬件。尤其对于移动端人工智能硬件的实现方法，有两大流派，即FPGA派和ASIC派。

对于大多数微电子专业的同学来说，在毕业季时，选择FPGA还是AISC，是一个极为纠结的问题，一来是学校里大多做的都是FPGA项目，二来对两者缺乏了解，没有一个对职业发展的正确判断。

今天就来聊聊FPGA和ASIC在各个维度上的区别。

 一、FPGA和ASIC有哪些异同？ 

很多入行不久的朋友潜意识里会认为FPGA是很高深的东西，能掌握FPGA的一定都是极其厉害的人。其实，这是一个误解。

我们所讨论的FPGA只是基于已有的FPGA芯片去做后端排列组合的工作内容，而不是设计制造新的FPGA芯片，世界上能做这件事的公司屈指可数。

FPGA开发流程遵循ASIC开发的流程，都是集成电路方向，coding使用的编程语言和编程逻辑基本一致，绝大多数电子类硬件产品，能使用FPGA做出来，就能用ASIC做出来，通过两种方式都能实现同样的功能。

二、FPGA和ASIC在设计层面的比较

FPGA和ASIC区别更多的体现在做设计的一些细小的方面，ASIC的设计规模通常远远大于FPGA的，运行时钟也远远高于FPGA，门电路数量上也有差别。

而且，ASIC只有一次机会，FPGA因为可以编程，所以coding的灵活性相对提高。仅仅从RTL设计上来说：

（1）ASIC对编码风格和编码技术的要求更高，为了有利于后端以及后续的check，这就要求所有模块的coding风格要一致。

（2）ASIC做逻辑设计更趋于保守，对代码的任何改动都要很谨慎，并且要做备选的选择，以防改错。RTL的任何修改几乎都是增量修改，即便以前的逻辑错了，也不会删掉，而是多做一个分支。

（3）ASIC设计对时钟和复位更加重视。尤其是时钟，对ASIC的设计非常关键，复位对扫描链测试（DFT）又很关键。ASIC在这方面都需要采用库来进行设计。ASIC通常不会用counter分频，这样会导致时钟不干净，除非是很低频的时钟。ASIC对于跨时钟域的信号处理也谨慎很多。对于clock的关闭和打开也需要严格检查。

（4）ASIC要考虑SCAN测试和BIST的问题，所以设计的时候还需要为SRAM做BIST插入，需要为SCAN预留接口，虽然大部分都是工具干的，但是经常RTL作者也要手动做一些顶层工作，比如SCAN时钟的来源等逻辑。

（5）FPGA有很多用现成IP，需要考虑开发板上的资源合理的利用，不能把某一资源撑爆了，而且FPGA存在资源浪费问题。ASIC很少考虑这种问题，ASIC考虑的永远是性能和功耗，在逻辑选择上除了SRAM，CLK和复位相关，都是手写的，逻辑基本没有浪费，也更加紧凑。

三、FPGA和ASIC在市场需求上的差异。

FPGA主要用于要求快速迭代或者小批量产品，或者作为ASIC的算法验证加速。ASIC用于设计规模大，复杂度比较高的芯片，或者是成熟度高，产量比较大的产品。

1、上市速度：FPGA上市开发周期短，上市速度快，ASIC开发周期长，上市速度慢。
2、产品性能：FPGA产品性能较低，存在资源浪费。ASIC产品性能高。
3、开发成本：开发成本在这里需要看是小批量生产还是大批量生产，举一个很简单的例子，小批量生产可以请几个熟练的师傅，买好材料，手工做几个产品。但是大批量生产呢，适合流水线作业，这样单个产品的成本会比较低。

一些对价格不是很敏感的地方，比如企业应用，军事和工业电子等等（在有些地方可以重新配置真的很重要）。而ASIC也有一定的可重配置能力，在设计的时候把电路做成某些参数可调的即可。ASIC大批量生产致使低成本。适合电子消费类应用，而且在消费类电子中现在现在来说是不可配置。

四、FPGA和ASIC的共通点

至于共通点，需要了解掌握FPGA应当具备以下能力： 

1、需要有数字逻辑的设计思想 ：针对任意一项具体的功能，如何组合你器件内的单元来实现，需要哪些单元？如何连接这些单元？各个单元之间连接的先后顺序如何？ 

2、一套从头到尾执行的设计环境（FPGA厂商提供的编译工具 - Lattice的Diamond、Intel的Quartus、Xilinx的Vivado） 

3、一种连接你的逻辑思维和机器操作之间的沟通工具 - 设计语言（原理图、Verilog、VHDL等等）。 而设计思想和语言工具在ASIC上也是所必须的，说白了大家都要写Verilog，很多地方自然互通。

这也是为什么FPGA更容易往数字IC转行的原因。

更深层次的则是做RTL的工程师一定要往系统层面的工程师转，只在RTL和协议这条路上走下去，没有任何希望。 RTL出身的工程师，在这方面本身就具有一点点优势，而且从技术上来说，数字IC设计只会比FPGA更加复杂，同时更具竞争力：

• 更快的时钟更统一的coding style更严格的STA更系统的仿真更低的功耗更少的可用资源

至于UVM仿真，即便不做IC，传统的FPGA工程师也应该有所掌握，一个系统的仿真对产品的开发和后期维护，节省的时间不可估量。 FPGA受限于环境因素，ASIC/SOC一定是之后发展的大趋势。

结语

FPGA 和 ASIC 各有所长，FPGA 的可配置性更适合科研、军工等应用，而 ASIC 的高性能和低成本则适合消费电子领域（包括移动终端）。

对于大多数在读的集成电路、微电子专业的在校生而言，IC设计各个细分的方向缺口更大一些，所以选择IC设计更好一些。