FPGA与单片机的区别

FPGA：一个FPGA或一个现场可编程门阵列， 可以被认为是一个逻辑门的集合，你可以编程到任何你喜欢的配置。所以你可以动态地编程FPGA来表示任何符合它的逻辑。因此，使用相同的FPGA表示许多不同的芯片。
单片机:一个单片机可以被认为是一个逻辑电路的单一实例。它本质上是根据一些特定的电路图连接的逻辑门的集合。更具体地说，它由中央处理器和与之相连的一些外围设备组成。
FPGA是高度可配置的通用集成电路(ICs)，它充满了被称为“逻辑单元”(由Altera)或“逻辑元件”(Xilinx)的小型可编程数字逻辑构件。自定义集成电路，或应用特定的集成电路(ASIC)，是非常相似的，但是在ASICs中，自定义电路设计是在硅中设置的，并且在事实之后很难改变(las).FPGA介于微控制器(MCUs)和ASICs之间，在多功能性和能力方面。然而，由于FPGA的价格已经下降，并与同一平台上的处理器相结合，所以在ASICs和fpga之间的线路开始变得模糊。与MCUs相比，FPGA对程序的灵活性更差，但是通过硬件实现定制的硬件(如针对算法的定制的硬件加速)是不可能的。有些FPGA是一次性可编程的，但大多数fpga可以在部署后重新配置或更新，以在计算应用程序中动态地重新配置。FPGA可以执行大量低延迟的计算。FPGA编程涉及一个陡峭的学习曲线。随着设计迭代的测试，MCUs在开发中更容易使用。FPGA必须做的不仅仅是“重新编译”.
FPGA必须重新定位并重新路由。与FPGA相比，MCUs具有更大的设计可移植性。FPGA通常采用定点操作。FPGA具有复杂的、时域关键的信号处理，具有严格的吞吐量和低延迟的要求，因为专用的硬件和内存能够保证时间的保证。现在，FPGA为混合方法提供处理器内核。FPGA的学习曲线是FPGA发展的最大障碍之一。不熟悉FPGA和编程，就会倾向于使用单片机解决问题。尽管如此，FPGA不能避免使用具有严格的计算和内存需求的应用程序，比如成像或需要高水平确定性的应用程序，其吞吐量和延迟都非常高。
FPGA的设计需要硬件描述语言(HDL)。尽管C程序是一个连续的指令序列，并且必须与自身相适应以实现并行执行，但是HDL描述了一个并发的电路，并且必须与它相适应以实现连续执行。这是一个非常不同的世界，如果你试图在FPGA中建立一个电路，而像软件开发人员一样思考，它将会受到伤害。单片机是有时间限制的。为了完成更多的工作，您需要更多的处理器周期。时钟对它们的频率有非常严格的限制，所以很容易撞到计算墙。然而，FPGA的空间限制的。为了完成更多的工作，你只需要添加更多的电路。如果你的FPGA不够大，你可以买一个大的。很难建立一个不适合最大FPGA的电路，即使你做了，也会有应用程序说明如何将FPGA连接在一起。FPGA的重点是并行执行。有时，你需要担心你的MCU的ISR需要多长时间来服务中断，以及你是否能够实现你的硬实时限制。然而，在FPGA中有许多有限状态机(FSM)一直在运行。它们就像“飞控”，就像控制逻辑的小云一样。它们都同时运行，所以不必担心会错过一个中断。您可能有一个FSM接口到一个ADC，另一个FSM接口到一个单片机的地址/数据总线，另一个FSM将数据流到一个立体声编解码器，而另一个FSM将数据从ADC传输到编解码器。你需要使用模拟器来确保所有的FSMs都是和谐的。如果任何一个控制逻辑都偏离了一个时钟周期(这样的错误很容易犯)，那么你将会得到一个不和谐的失败。
FPGA是PCB布局设计师的湿梦。他们非常可配置。你可以有许多不同的逻辑接口(LVTTL,LVCMOS,LVDS等)，不同的电压甚至驱动强度(所以你不需要串联终端电阻)。针可切换;你有没有见过一辆MCU的地址总线，它的大头针被分散在芯片上?你的PCB设计者可能需要放下一堆vias才能把所有的信号都正确地绑在一起。通过FPGA,PCB设计器可以在几乎任何方便的情况下将信号运行到芯片中，然后再将设计反向注释到FPGA工具http://www.ic37.com链中。

FPGA与单片机的区别

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