Quantifying and Exploring the Gap Between FPGAs and ASICs: Measuring and Exploring

آرایه‌های دروازه‌ای قابل برنامه‌ریزی میدانی (FPGA) به رسانه پیاده‌سازی دیجیتال غالب تبدیل شده‌اند که با شروع طراحی اندازه‌گیری می‌شود. آنها ترجیح داده می شوند زیرا طراحان می توانند از دام های طراحی نانوالکترونیک جلوگیری کنند و به این دلیل که طراح می تواند تا آخرین لحظه طرح را تغییر دهد. با این حال، همیشه درک شده است که FPGA ها از مساحت بیشتری استفاده می کنند، کندتر هستند و انرژی بسیار بیشتری را نسبت به جایگزین مصرف می کنند: IC های خاص برنامه که از سلول های استاندارد ساخته شده اند. اما چقدر؟ کمی سازی و کاوش شکاف بین FPGA و ASIC اولین کتابی است که دقیقاً این تفاوت را بررسی می کند تا طراحان سیستم را قادر می سازد تا انتخاب های دقیق تری بین این دو رسانه داشته باشند و به سازندگان FPGA در مورد کمبودهای حمله و در نتیجه بینش بینش دهند. بهبود FPGA شکاف یک چیز بسیار ظریف است، هرچند: به شدت به ماهیت مداری که در حال پیاده‌سازی است بستگی دارد، گاهی اوقات به روش‌های غیر شهودی. این کتاب در نیمه اول خود کاوش دقیقی از این موضوعات ارائه می دهد. نیمه دوم کتاب به روش هایی می پردازد که سازندگان و کاربران FPGA می توانند شکاف بین FPGA و ASIC را کاهش دهند. این جامع ترین اکتشاف معماری و طراحی مدار FPGA را ارائه می دهد که تا کنون انجام شده است. نویسندگان نشان می‌دهند که با استفاده دقیق از طراحی سطح ترانزیستور، همراه با انتخاب‌های خوب معماری منطق نرم، می‌توان از طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های FPGA برای کاهش شکاف‌های انتخابی خاص در ناحیه، سرعت و قدرت استفاده کرد.

Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) have become the dominant digital implementation medium as measured by design starts. They are preferred because designers can avoid the pitfalls of nanoelectronic design and because the designer can change the design up until the last minute. However, it has always been understood that FPGAs use more area, are slower, and consume far more power than the alternative: Application-Specific ICs built from standard cells. But how much? Quantifying and Exploring the Gap Between FPGAs and ASICs is the first book to explore exactly what that difference is, to enable system designers to make better in-formed choices between these two media and to give insight to FPGA makers on the deficiencies to attack and thereby improve FPGAs. The gap is a very nuanced thing, though: it strongly depends on the nature of the circuit being implemented, in sometimes counterintuitive ways. The book presents a careful exploration of these issues in its first half. The second half of the book looks at ways that creators and users of FPGAs can close the gap between FPGAs and ASICs. It presents the most sweeping exploration of FPGA architecture and circuit design ever performed. The authors show that, with careful use of transistor-level design, combined with good choices of the soft-logic architecture, that a wide spectrum of FPGA devices can be used to narrow specific selected gaps in area, speed and power.