主页   电子元器件  逻辑器件

九月 12 2020

FPGA与单片机的区别


目录

1.结构区别
2.本质区别
3.速度区别
4.应用区别
5.入门难易程度

  FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它的出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。单片机是把中央处理器、存储器、定时/计数器(Timer/Counter)、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。既然都同属编程类的电子元件,那么这两者有什么区别呢?下面一起来看看吧:

  1.结构区别

  单片机是一种微处理器,类似于电脑CPU的,它一般采用的是哈佛总线结构,或者冯诺依曼结构,对单片机的编程很大程度上要考虑到它的结构和各个寄存器的作用,单片机用途比较广,一般用在控制流水线上。

哈佛总线结构

  哈佛总线结构

  FPGA它的结构是查找表结构,其程序不用去太考虑芯片的结构,要注意的是时序上问题,它的结构比较复杂,功能也很强大,一般应用在通信领域等比较高端的场合,目前在FPGA还算是一个新兴的行业。

fpga结构

  FPGA结构

  简单来说,单片机是一个微控制器,通过加载模块软件来实现某种功能,是成型的芯片;而FPGA是用来设计芯片的芯片。

  2.本质区别

  FPGA和单片机的区别,本质上是软件和硬件的区别,FPGA更偏向于硬件电路,而单片机更偏于软件。

  单片机设计属软件范畴;它的硬件(单片机芯片)是固定的,通过软件编程语言描述软件指令在硬件芯片上的执行;

  FPGA设计属硬件范畴,它的硬件(FPGA)是可编程的,是一个通过硬件描述语言在FPGA芯片上自定义集成电路的过程;

  3.速度区别

  FPGA由于是硬件电路,内部是并行的,所有的电路逻辑都是在同一个时钟触发下工作的,运行速度直接取决于晶振速度,系统稳定。

FPGA内部并行图

  FPGA内部并行图

  单片机属于单线程,内部属于顺序执行,一个执行完了再执行下一个,哪怕是常用的M3系列流水线也是单线程执行,程序语句也需要等待单片机周期才能执行,所以速度比较慢。

单片机单线程图

  单片机单线程图

  4.应用区别

  FPGA主要是用于VLSI(超大规模集成电路)设计的,主要是数字系统,是一些逻辑电路的模块,通过可编程的布线网络来连接这些逻辑模块(可对硬件进行排列组合),从而实现不同的逻辑功能。

  单片机是一个微型的计算机,它的硬件电路是不能动的,主要是通过软件来描述指令在硬件电路上的执行步骤,从而实现功能。主要应用在处理事件上,比如外部有个中断信号,MCU检测到后,软件就指挥硬件进行某种处理。

  5.入门难易程度

  单片机比FPGA简单些,价格也低一些。要做PID算法控制的用单片机可以,STM32F4系列已经到300M+跑PID完全足够,如果是跑嵌入式的话可以上ARM芯片。涉及通信、图像等高速部分可以采用单FPGA模块。

  以上就是FPGA与单片机的区别介绍了。FPGA和单片机开发都是属于数字电路设计设计的范畴,其中的编程也差不多,虽然两者有并行执行和穿行执行的区别,但是两个器件执行的功能都是属于逻辑功能一类。相对来说FPGA设计要复杂一些,对于底层硬件知识的掌握要求也要高一些。

相关文章

  • 基于AD9854与FPGA的雷达信号源设计 ...
    本文介绍了使用AD9854芯片和FPGA,并基于DDS理论设计并实现了多模式多波形雷达信号源。它可模拟LFM、NLFM、单频、相位鳊码等多种脉冲信号波形,能有效验证脉冲压缩与信号处...
  • FPGA是什么? ...
    FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路...
  • 利用FPGA实现与DS18B20的通信 ...
    DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,采用3引脚TO-92型小体积封装;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达...
  • 基于AD7705与FPGA的光信号采集系统设计 ...
    光纤光栅传感器是利用光纤光栅受外界物理作用时其反射中心波长会发生偏移的机理制成的,光纤光栅传感器具有体积小、重量轻和抗电磁干扰等特点,被广泛应用于变压器、水泵等特殊环境下的温度监测...
  • 利用XC2V1000型FPGA实现FIR抽取滤波器的设计 ...
    抽取滤波器广泛应用在数字接收领域,是数字下变频器的核心部分。目前,抽取滤波器的实现方法有3种:单片通用数字滤波器集成电路、DSP和可编程逻辑器件。使用单片通用数字滤波器很方便,但字...
  • 基于FPGA的可重构密码芯片设计 ...
    目前,国内外广泛使用的密码处理芯片大都是实现某种特定密码算法的专用芯片,如MD5芯片、SHA一1芯片等。由于专用密码芯片实现的密码算法是确定的且不可更改的,因此难以满足不同密码用户...

0 条评论

留言

您的邮箱地址不会被公布

 
 
   
评分: