FPGA 和微控制器的详细比较

内容隐藏

1 介绍

2 什么是微控制器？

3 什么是现场可编程网格阵列 (FPGA)？

介绍

在一个设备和产品中选择合适的嵌入式电路可能会让人不知所措；因此，PCBTok 将提供有关这些的必要信息。

FPGA和Microcontroller统称为小型计算机，名称上有一个主要区别； FPGA 的硬件是可编程的，微控制器是可定制的。

在服务方面，FPGA 可以同时解释并发指令，而微控制器只能处理一行代码。由于其属性和功能，很明显 FPGA 可能比微控制器更昂贵。

然而，它可能会有所不同，因为选择一个应该与设备的用途保持一致；因此，我们想在本文中提供有关它们的更多信息。继续阅读！

FPGA 与微控制器简介

什么是微控制器？

与所说的类似，微控制器是各种微型处理器，几乎在每个方面都类似于典型系统。然而，有一个不同的是，与服务于数千个程序的传统计算机相比，它只能执行一个专用程序。

它包括中央处理器、RAM，甚至还有输入输出设备。因此，它被称为当前部署在膝上型计算机和系统单元中的典型计算机的微型版本。

总的来说，它只有一个目标；根据其程序自动重复地执行任务。它可以在无数的消费电子设备中找到，产业应用程序医生工业和许多其他。至于它的功率，它是以毫安为单位的。

作为应用程序的一个例子，它们存在于键盘、显示器、打印机和扫描仪、电话、交通信号灯、植入式医疗设备和其他只有一种功能的设备。人们可以在当今世界的各种设备中发现微控制器，它们的成本可能会因设备的产品类型和用途而异。

什么是微控制器？

什么是现场可编程网格阵列 (FPGA)？

由于现场可编程网格阵列是一种预编程设计，因此它可能比微控制器更复杂、更细微。但是，如果用户在生产后寻求可更改的软件和可配置的硬件，这是正确的选择。

FPGA 在工程师中很受欢迎，因为它们可以根据所需的功能和应用对这种小型计算机进行原型设计。此外，他们更喜欢这样的电路，因为他们可以很容易地改变他们的硬件。

例如，如果一位用户计划升级设备的速度以获得高效输出，他们可以轻松地对其重新编程，而无需全新的硬件来执行这些更改。因此，它在各种应用中都是有益的。但是，它可能比 MCU 成本更高。

什么是现场可编程网格阵列 (FPGA)？

FPGA和微控制器之间的区别

FPGA 没有安装既定的硬件，而微控制器有一个。它以这种方式设计，因为 FPGA 的主要目标是让用户轻松配置硬件以升级功能。

如果您对用户如何同时配置 FPGA 感到好奇，它涉及到使用 HDL 编程语言。在这种情况下，可以根据用户所需的目的和应用轻松地改变这台微型计算机的用途。

Microcontroller与FPGA相反，因为它有预定义的硬件结构，用户可以通过软件对这种嵌入式电路进行编程，以指定其指定的功能。此外，它的 CPU、内存、外围设备和电线都是固定的。因此，它比 FPGA 更实惠。

FPGA和微控制器之间的区别

微控制器编程

微控制器编程不涉及复杂的步骤，因为它很简单。它是通过汇编语言编程的。然而，根据期望的目的和设计者，仍然可以使用高级编程语言。属于它的一些语言是 JavaScript、Python 和 C。

作为该领域的专家，我们已经简单地完成了步骤。以下是步骤：

首先，我们需要编写程序代码。根据首选语言，可以创建它。但是，它通常是用C语言编写的。
其次，通过编译程序尽可能有效地组织编写的代码。
最后一步，只需将编译后的程序代码安装到微控制器中。然后，程序完成；已经可以使用嵌入式电路了。

总的来说，对于具有编码背景的消费者来说，这个过程很简单。但是，如果您不会也不会编码，我们建议您联系专家。

微控制器的优缺点

如果您是考虑在您的设备中使用微控制器的人之一，您必须了解它的优缺点以进一步巩固您的选择。由于我们在该行业拥有丰富的经验，因此我们可以为我们的消费者提供这种嵌入式电路到设备的优缺点。

为什么选择

它的编程过程比较简单。
它们非常适合要求不高的硬件规格。
与 FPGA 相比，它们具有成本效益，因为它们的功能有限。

缺点

如前所述，由于其有限的规格，它只能执行有限的功能。它只能完成其预编程的目的，不能同时加载多个程序。
关于它的第一个缺点，因为它一次只能处理一个命令，所以它需要时间，因为它需要顺序处理。因此，导致耗时的方法。
通常，它具有受限的硬件；它只能处理上面安装的程序。

编程 FPGA

与微控制器不同，开发 FPGA 可能具有挑战性，因为它需要不同的技术并严格遵守建议的系统架构。它的一些软件包括 Xilinx、Intel Quartus，甚至 VHDL 或 Verilog 用于验证目的。

作为该领域的专家，我们已经采取了这些步骤，这是可以理解的。以下是 FPGA 编程的详细步骤：

首先，我们需要编写 Verilog/VHDL 代码。
现在，在同一个系统中开发一个子系统。
然后，应按应有的方式执行引脚分配。
第四，应该生成一个SDC文件。
第五，所有网表都应该转换成二进制形式。
第六，区域和路径。
第七，通过一个编译程序，将代码组织起来，生成一个位文件。
之后，将编译后的位文件代码安装并烧写到FPGA中。
最终，在评估数据后重新调整用途。

与微控制器类似，如果您没有编码背景，我们建议您联系具有丰富行业知识的专业专家。然而，一些制造商已经有待命的专家来完成这些任务。

FPGA的优缺点

评估 FPGA 的优点和缺点有助于确定在您的产品中使用它的最佳决策。由于我们丰富的行业知识，我们可以告诉我们的客户这种集成电路的优点和缺点。

为什么选择

它与微控制器相比的主要优势在于它是可编程的；因此，人们可以随时通过 FPGA 专用固件更改和配置设备的用途和功能。
与微控制器相比，它没有预定义的指令集；因此，消费者可以对其进行编程。
它可以同时处理指令，因为它依赖于并行处理，这与属于串行处理的微控制器不同，这使其成为一个较慢的选择。此外，它还有一个有效的干扰管理系统，称为有限状态机，通常称为 FSM。
它允许用户尝试各种适用于 FPGA 的方法，从而促进消费者在使用该嵌入式电路时的学习阶段。

缺点

从编程过程中可以看出，FPGA 可能很复杂。由于所有代码都是从无到有，然后转化为机器语言。
与微控制器相比，它消耗极大的功率，因为它具有无数的特性和功能，尤其是同时处理。
就成本而言，由于其功能，它可能会很昂贵。
它的内部振荡器来自外部，因为它事先没有提供。

微控制器和 FPGA 哪个更好？

一般来说，没有比微控制器和 FPGA 更好的选择了。消费者在选择设备中更好的嵌入式电路时应考虑他们期望的结果和目的。因此，这将取决于消费者根据他们的应用选择哪种选择比其他选择更好。

不过，我们将帮助您决定将哪台小型计算机放入您的设备中。如果计划将其部署在常规电路中，我们建议使用微控制器。另一方面，我们建议在需要显着处理操作速度和同步操作的情况下选择 FPGA。例如，FPGA 用于运行高清视频。如果选择微控制器，它可能表现不佳。

现在，如果有人正在寻找一种可以轻松设计和调试且具有成本效益的简单可编程嵌入式电路，我们建议选择微控制器。但它也有缺点，与 FPGA 相比并不通用，因为它无法重新编程其硬件。类似的限制适用于微控制器的修改能力。

对于需要图像处理和人工智能的应用，我们建议选择现场可编程网格阵列（FPGA），因为它利用并行处理技术，可以容忍并同时执行多个操作，而不会影响产品的质量和性能。但是，如果您在这种情况下选择微控制器，它可能会很混乱，因为它只能处理顺序技术；因此，它比 FPGA 更慢、更不强大。

总的来说，它们被认为是单独部署在设备中的。然而，根据目的和应用，在一个设备中使用这些小型计算机是可能的。在需要执行复杂控制的设备场景中，它可以集成微控制器。此外，如果需要密集的活动和更高的处理速度，技术可以包含 FPGA。在这种情况下，它可以为其设备以及整体性能和应用程序提供额外的好处、稳健性、可靠性和高级功能。