结构化ASIC：标准单元ASIC与FPGA的权衡新选择

"本文探讨了EDA/PLD领域中标准单元ASIC、FPGA以及结构化ASIC之间的权衡和选择。随着技术的发展，供应商正在不断优化其产品线以适应市场需求。在设计选择上，标准单元ASIC以其定制化能力提供了高性能解决方案，但开发成本较高；而FPGA则以其灵活性和快速原型验证能力受到青睐，尤其是在深亚微米工艺下，如Xilinx的Spartan-3系列，其内置的丰富功能模块为设计者提供了广阔的设计空间。" 在电子设计自动化（EDA）和可编程逻辑器件（PLD）领域，标准单元ASIC（Application Specific Integrated Circuit）与现场可编程门阵列（FPGA）是两种常见的半导体解决方案。标准单元ASIC通过预定义的逻辑单元库进行设计，提供高度定制的性能，适用于大批量生产，但前期研发投入大，包括非重复工程费用（NRE）。相比之下，FPGA允许用户通过配置逻辑块和I/O资源实现灵活的设计，适合快速原型验证和小批量应用，且无需高昂的NRE费用。 结构化ASIC，作为一种介于两者之间的选项，正逐渐崭露头角。它不再仅仅是传统的门阵列，而是结合了ASIC的定制性和FPGA的灵活性。结构化ASIC，有时也被称为平台ASIC，允许一定程度的硬件定制，同时减少了设计时间和成本，相比标准单元ASIC更具吸引力。例如，RapidWorx的工具降低了ASIC开发套件的成本，使得设计过程更接近FPGA的便捷性，Quartus II工具则进一步提升了FPGA设计的效率和易用性。 市场竞争促使供应商不断创新，除了标准单元ASIC和FPGA，还有ASSP（Application Specific Standard Product）等其他解决方案，如嵌入式控制器和外设芯片，它们为设计师提供了现成的功能模块。然而，对于追求更高差异化和性能优势的设计团队，芯片级设计成为必然选择。这就引出了关于ASIC和FPGA之间权衡的激烈讨论，每种技术都有其独特的优点和适用场景。 例如，FPGA在高速I/O、嵌入式存储器、模拟和数字模块、以及特定功能如DLL、PLL、MAC、SERDES和CPU核心等方面提供了丰富的集成选项，使得设计者可以根据需求灵活选择。而ASIC则能在特定应用中实现更高的能效和更低的功耗，尤其在大批量生产时，单位成本可以显著降低。 设计师在选择EDA/PLD解决方案时需要权衡性能、成本、灵活性和上市时间等因素。随着技术的进步，新的解决方案如结构化ASIC可能会进一步模糊这些界限，为市场带来更多的创新机遇。无论是新兴公司还是行业巨头，都需要持续关注这一领域的动态，以便做出最佳的设计决策。