Diferenças entre as tecnologias FPGA e ASIC

É importante entender e comunicar aos clientes as diferenças entre as tecnologias de microchips FPGA e ASIC.

A tecnologia “Field-Programmable Gate Array” (FPGA) permite que um circuito integrado, ou chipset, possa ser reprogramado logicamente a qualquer momento, caso necessário. Por isso, a tecnologia FPGA permite correções em funções lógicas relacionadas a bugs, brechas de segurança ou mesmo a implementação e disponibilização de novas funcionalidades e capacidades em um hardware já produzido.

Já a tecnologia “Application-Specific Integrated Circuit” (ASIC) está relacionada com chipsets de uso dedicado e que não podem ser reprogramados depois de produzidos. Os circuitos lógicos são definitavamente “gravados” no silício. Assim, a correção de um bug ou uma brecha de segurança relacionada com o projeto lógico do chipset não pode ser realizada após ele ser produzido (correção ou upgrade em campo). Portanto, o risco financeiro é maior se a solução não estiver devidamente validada e madura.

Porque os fabricantes optam pelo uso de ASICs em seus equipamentos?

Basicamente, devido ao baixo custo de produção dos chipsets em larga escala, que é bem menor se comparado com o custo de produção da tecnologia FPGA em altas quantidades. Por outro lado, na tecnologia ASIC, os custos de projeto chamados Non-Recurring Engineering (NRE costs) são elevados.

A tecnologia FPGA geralmente é utilizada nas fases de desenvolvimento, prototipagem, testes e release inicial dos produtos, permitindo correções e ajustes da solução, caso seja necessário.

Uma vez que a solução está madura e validada suficientemente, os produtos passam a utilizar ASICS, que são produzidos em larga escala a partir das programações lógicas finais de um FPGA. Os custos de conversão de um projeto FPGA para chipsets ASIC são relativamente menores que os custos NRE.

No inicio da minha carreira, a programação dos FPGAs era realizada através de desenhos lógicos. Atualmente, a programação é realizada através de uma linguagem chamada “Hardware Description Language” (HDL).

Assim, não é correto informar que a estrutura lógica de um ASIC possa ser reprogramada. Inclusive, temos visto casos recentes da necessidade de substituição completa de appliances devido a brechas de seguranças relacionadas a hardware/ASICs, e que não podem ser corrigidas em campo.

Alguns dos principais fabricantes de FPGAs são: Intel (Altera), AMD (Xilinx), Achronix, Altium, Lattice e Microchip.

Na figura há um resumo comparativo entre as tecnologias.

Espero que esta informação possa ser útil!