FPGAとASICとは?えふぴーじーえーとえーしっく
FPGAとASICとは、どちらも用途に合わせた論理回路をチップ上に実現する手段。FPGAは内部の論理ブロックと配線を出荷後に何度でも書き換えられる汎用チップ、ASICは特定用途向けに回路を焼き付けて製造し後から変更できない専用チップである。回路の記述はどちらもHDLで行い、変更の自由度と、量産時の単価・速度・消費電力が引き換えの関係にある。
最終更新:2026-10-06
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標準品のプロセッサでは間に合わない処理を専用回路にすると速いが、マスクを起こす初期費用が大きく、仕様が固まっていない段階では踏み切れない。仕様変更のたびにチップを作り直す余裕もない。書き換えられる汎用チップを先に置き、生産量と仕様が見えてから専用チップへ移すという二段構えを可能にしたのがFPGAで、応用情報では構成部品の選択理由として問われる。
具体例
FPGAはAMD(旧Xilinx)やインテル(旧Altera)の製品が代表で、通信基地局、試作段階の装置、出荷後に規格改定が入りうる機器に使われる。一方、スマートフォンのSoCや暗号資産のマイニング専用機のように、仕様が確定して大量に出るものはASICになる。同じ回路をまずFPGAで動かし、量産の見通しが立った段階でASIC化する流れも一般的である。
試験での引っ掛け
「ASICのほうが安い」は量産時の1個あたりの単価の話で、マスク製作を含む初期費用は桁違いに高い。総額で見れば少量ならFPGAが勝ち、生産数のどこかで大小が入れ替わる。またFPGAは書き換えられる代わりに、汎用の論理ブロックと配線を経由するぶん、同じ機能ならASICより遅く、電力とチップ面積も食う。柔軟で性能も上、という都合の良い選択肢は誤りになる。
関連用語
出た過去問
出典:令和2年度 10月試験 応用情報技術者試験 午前 問21(IPA)
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5年度 秋期 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7年度 春期 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・参考
公式シラバスの2 コンピュータシステム > 1. ハードウェア > (3) 構成部品及び要素と実装に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。