FPGAとASICとは？

FPGAとASICの意味

FPGA（Field Programmable Gate Array）は、製造後に回路構成を書き換えられる集積回路。ASIC（Application Specific Integrated Circuit）は、特定の用途向けに専用設計され、製造後の回路変更ができない集積回路。用途変更の柔軟性と、量産時のコスト・処理効率の間にトレードオフがある。

FPGAとASICの具体例

開発途中で仕様変更が起こりやすい用途にはFPGAが向き、仕様が確定し大量生産する製品には、より安価で高効率なASICが向く。

FPGAとASICは試験でどう引っ掛けられる？

「ASICのほうが安い」は量産時の1個あたりの単価の話で、設計・製造の初期費用（マスク製作費）は非常に高い。少量ならFPGAのほうが総額は安く、どちらが得かは生産数で逆転する。またFPGAは書き換えられる代わりに、同じ機能ならASICより動作速度・消費電力・チップ面積の面で不利。「書き換えられて性能も上なら常にFPGAが良い」は誤り。

FPGAとASICと関連する用語

• SoC（システムオンチップ）

FPGAとASICが出た過去問

• FPGAなどに実装するディジタル回路を記述して、直接論理合成するために使用されるものはどれか。

  正解：HDL

  要点：HDLは回路を記述し論理合成でFPGAに実装する言語

  HDL（Hardware Description Language）は、論理回路の構造や動作をプログラムのように記述するための言語で、VHDLやVerilog HDLが代表例である。記述した内容を論理合成ツールにかけると、FPGAやASICに実装できる回路（ネットリスト）が生成される。

  出典：令和2年度 10月 応用情報技術者試験 午前 問21（IPA）

• FPGAの説明として、適切なものはどれか。

  正解：論理回路を基板上に実装した後で再プログラムできる集積回路

  要点：FPGAは実装後に論理回路を書き換えられる集積回路

  FPGA（Field Programmable Gate Array）は、内部の論理ブロックと配線を利用者が設定でき、基板に実装した後でも回路構成を書き換えられる集積回路である。製造時に回路が固定されるASICと違い、試作や仕様変更への追随がしやすい一方、同じ機能ならASICより速度・消費電力の面では不利になりやすい。

  出典：令和4年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問20（IPA）

• FPGAの説明として、適切なものはどれか。

  正解：論理回路を基板上に実装した後で再プログラムできる集積回路

  要点：FPGAは製造後に論理回路を書き換えられる集積回路

  FPGAは、内部の論理ブロックと配線を製造後にユーザが書き換えられる集積回路である。回路構成をハードウェア記述言語などで定義して書き込み、必要に応じて何度でも再プログラムできる。試作や少量生産、仕様変更が見込まれる用途に適する。

  出典：令和5年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問20（IPA）

• FPGAなどに実装するデジタル回路を記述し，論理合成するために使用される言語はどれか。

  正解：HDL

  要点：HDLは論理合成を前提にデジタル回路を記述する言語

  HDL（Hardware Description Language：ハードウェア記述言語）は、デジタル回路の構造や動作を記述し、論理合成ツールで実際の回路に変換するための言語である。VHDLやVerilog HDLが代表例で、FPGAやASICの設計に用いられる。

  出典：令和7年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問20（IPA）