Różnica między FPGA a mikrokontrolerem

FPGA vs mikrokontroler

W świecie elektroniki i układów cyfrowych termin mikrokontroler jest bardzo szeroko stosowany. Prawie każde urządzenie, które ma się łączyć i współdziałać z komputerem, ma wbudowany mikrokontroler, który ułatwia komunikację. Struktura mikrokontrolera jest porównywalna z prostym komputerem umieszczonym w jednym układzie scalonym ze wszystkimi niezbędnymi komponentami, takimi jak pamięć i timery. Jest zaprogramowany do wykonywania prostych zadań na innym sprzęcie. Programowalna matryca bramek lub układ FPGA to układ scalony, który może zawierać miliony bramek logicznych, które można elektrycznie skonfigurować do wykonania określonego zadania.

Bardzo podstawowy charakter układów FPGA pozwala na większą elastyczność niż większość mikrokontrolerów. Termin programowalny w polu mówi już, że całe urządzenie FPGA można przeprogramować w celu wykonania dowolnego zadania logicznego, które można dopasować do liczby bramek, które ma. Możesz ponownie połączyć wszystkie bramki logiczne, aby skonfigurować je do zadania, o którym pomyślałeś. Mikrokontrolery mają już własne obwody i zestaw instrukcji, które programista musi przestrzegać, aby napisać kod dla tego mikrokontrolera, który ogranicza go do niektórych zadań.

Elastyczność układów FPGA ma swoją cenę, ponieważ zużywają więcej energii niż typowe mikrokontrolery, przez co nie nadają się do zastosowań, w których problemem jest pobór mocy. Wykonanie funkcji FPGA w określonej roli zajęłoby również znacznie więcej czasu w porównaniu do mikrokontrolerów, ponieważ musiałbyś napisać cały kod od zera i przekonwertować go na język maszynowy. Dzięki mikrokontrolerom możesz kupować pakiety ukierunkowane na określone zadanie i po prostu odpowiednio je zaprogramować zgodnie ze swoją specyfikacją. Ceny związane z układami FPGA można również traktować dosłownie, ponieważ korzystanie z układów FPGA może kosztować producentów znacznie więcej niż w przypadku zwykłych mikrokontrolerów. Właśnie dlatego układy FPGA są zwykle widoczne w produktach o wysokim stopniu złożoności, ale o niskim popycie. Gdy zapotrzebowanie rośnie, a produkcja masowa staje się konieczna, obwód jest przenoszony do układów ASIC, takich jak mikrokontroler, gdzie koszt produkcji jest niższy.

Streszczenie:
1. Mikrokontrolery to specjalnie zbudowane minikomputery w układzie scalonym, podczas gdy układy FPGA składają się wyłącznie z bloków logicznych, które można połączyć elektrycznie
2. Mikrokontrolery zużywają mniej energii niż układy FPGA
3. Konfigurowanie układów FPGA zajmuje znacznie więcej czasu, podczas gdy gotowe mikrokontrolery są sprzedawane do określonych zastosowań
4. Budowanie urządzeń z układami FPGA jest droższe niż mikrokontrolery