FPGA vs mikrovaldiklis: kuris tinka jūsų poreikiams?

Įvadas

Gali būti sunku pasirinkti tinkamas įterptąsias grandines savo įrenginiuose ir gaminiuose; taigi PCBTok pateiks reikiamą informaciją apie tai.

FPGA ir mikrovaldikliai vadinami mažais kompiuteriais, išskiriant jų pavadinimus. FPGA aparatinė įranga yra programuojama, o mikrovaldikliai yra pritaikomi.

Kalbant apie paslaugas, FPGA gali vienu metu interpretuoti lygiagrečias instrukcijas, o ne mikrovaldiklius, kurie gali apdoroti tik vieną kodo eilutę. Dėl savo savybių ir galimybių akivaizdu, kad FPGA gali būti brangesnis nei mikrovaldikliai.

Nepaisant to, jis gali skirtis, nes jo pasirinkimas turi būti suderintas su įrenginio paskirtimi; todėl šiame straipsnyje norėtume apie juos pateikti daugiau informacijos. Skaitykite toliau!

Įvadas

Įvadas į FPGA prieš mikrovaldiklį

Kas yra mikrovaldiklis?

Panašiai, kaip buvo pasakyta, mikrovaldiklis yra įvairūs miniatiūriniai procesoriai, kurie praktiškai visais aspektais primena tipinę sistemą. Tačiau su vienu skirtumu jis gali atlikti tik vieną tam skirtą programą, palyginti su tradiciniu kompiuteriu, kuris aptarnauja tūkstančius programų.

Jį sudaro centrinis procesorius, RAM ir net įvesties-išvesties įrenginiai. Taigi ji vadinama miniatiūrine tipinio kompiuterio, šiuo metu įdiegto nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir sistemos blokuose, versija.

Apskritai jis turi tik vieną tikslą; atlikti užduotis automatiškai ir pakartotinai, priklausomai nuo jos programos. Jį galima rasti daugybėje buitinės elektronikos prietaisų, pramoninis programos, medicinos pramonė ir daugelis kitų. Kalbant apie jo galią, ji yra miliamperais.

Kaip programų pavyzdį, jie yra klaviatūrose, monitoriuose, spausdintuvai ir skeneriai, telefonai, šviesoforai, implantuojami medicinos prietaisai ir kiti, turintys tik vieną funkciją. Šiuolaikiniame pasaulyje mikrovaldiklius galima atrasti įvairiuose įrenginiuose, o jų kaina gali skirtis priklausomai nuo gaminio tipo ir įrenginio paskirties.

Kas yra mikrovaldiklis?

Kas yra mikrovaldiklis?

Kas yra lauko programuojamas tinklelio masyvas (FPGA)?

Kadangi lauke programuojamas tinklelio masyvas yra iš anksto užprogramuotas dizainas, jis gali būti šiek tiek sudėtingesnis ir niuansesnis nei mikrovaldiklis. Tačiau jei vartotojas po gamybos ieško keičiamos programinės įrangos ir konfigūruojamos aparatinės įrangos, tai yra tinkamas pasirinkimas.

FPGA yra populiarūs tarp inžinierių, nes jie gali sukurti šio mažo kompiuterio prototipą, priklausomai nuo pageidaujamos funkcijos ir taikymo. Be to, jie teikia pirmenybę tokioms grandinėms, nes gali lengvai pakeisti savo aparatūrą.

Pavyzdžiui, jei vienas vartotojas planuoja padidinti įrenginio greitį, kad išvestis būtų efektyvi, jis gali lengvai jį perprogramuoti ir nereikės visiškai naujos aparatinės įrangos šiems pakeitimams atlikti. Taigi jis yra naudingas įvairiose srityse. Tačiau tai gali būti brangesnė nei MCU.

Kas yra lauko programuojamas tinklelio masyvas (FPGA)?

Kas yra lauko programuojamas tinklelio masyvas (FPGA)?

Skirtumai tarp FPGA ir mikrovaldiklio

FPGA neįdiegta nustatyta aparatinė įranga, o mikrovaldiklis ją turi. Jis buvo sukurtas tokiu būdu, nes pagrindinis FPGA tikslas yra padėti vartotojui lengvai konfigūruoti aparatinę įrangą, kad būtų galima atnaujinti.

Jei jums įdomu, kaip vartotojai vienu metu konfigūruoja FPGA, reikia naudoti HDL programavimo kalbą. Tokiais atvejais galima nesunkiai pakeisti šio mažo kompiuterio paskirtį, atsižvelgiant į vartotojo norimą paskirtį ir pritaikymą.

Nors mikrovaldiklis yra priešingas FPGA, nes turi iš anksto nustatytą aparatinės įrangos struktūrą, vartotojai gali programuoti šią įterptąją grandinę naudodami programinę įrangą, kad nurodytų jos paskirtą funkciją. Be to, yra pritvirtintas centrinis procesorius, atmintis, išoriniai įrenginiai ir laidai. Taigi jis gali būti daug pigesnis nei FPGA.

Skirtumai tarp FPGA ir mikrovaldiklio

Skirtumai tarp FPGA ir mikrovaldiklio

Mikrovaldiklio programavimas

Programuojant mikrovaldiklį nereikia jokių sudėtingų veiksmų, nes tai nesudėtinga. Jis užprogramuotas naudojant surinkimo kalbą. Tačiau, atsižvelgiant į norimą paskirtį ir dizainerį, vis tiek galima naudoti aukštą programavimo kalbą. Kai kurios jai priklausančios kalbos yra „JavaScript“, „Python“ ir C.

Kaip šios srities ekspertai, mes tiesiog atlikome veiksmus. Toliau pateikiami žingsniai:

  • Pirmiausia turime parašyti programos kodą. Priklausomai nuo pageidaujamos kalbos, ją galima sukurti. Tačiau jis dažniausiai rašomas C kalba.
  • Antra, sutvarkykite parašytą kodą kuo efektyviau naudodami kompiliavimo programą.
  • Paskutiniame etape tiesiog įdiekite sukompiliuotą programos kodą į mikrovaldiklį. Tada procedūra baigta; jau galima naudoti įterptąją grandinę.

Apskritai, šis procesas yra paprastas vartotojams, turintiems kodavimo žinių. Tačiau jei esate tas, kuris nemoka ir negali koduoti, siūlome susisiekti su ekspertu.

Mikrovaldiklio privalumai ir trūkumai

Jei esate vienas iš žmonių, galvojančių apie mikrovaldiklį savo įrenginiuose, turite žinoti jo stipriąsias ir silpnąsias puses, kad dar labiau sustiprintumėte savo pasirinkimą. Kadangi turime didelę patirtį šioje pramonėje, galime suteikti savo vartotojams šios įterptosios grandinės į įrenginius privalumus ir trūkumus.

Privalumai

  • Jo programavimo procedūra yra gana paprasta.
  • Jie puikiai tinka nereiklioms techninės įrangos specifikacijoms.
  • Priešingai nei FPGA, jie yra ekonomiški, nes jų galimybės yra ribotos.

Trūkumai

  • Kaip minėta, jis gali atlikti tik ribotas funkcijas dėl ribotų specifikacijų. Jis gali pasiekti tik iš anksto užprogramuotą tikslą ir vienu metu negali įkelti kelių programų.
  • Kalbant apie pirmąją jos klaidą, ji vienu metu gali apdoroti tik vieną komandą, todėl užtrunka, nes numato nuoseklų apdorojimą. Taigi, tai lemia daug laiko reikalaujantį metodą.
  • Paprastai jis turi ribotą aparatinę įrangą; jis gali apdoroti tik joje įdiegtą programą.

FPGA programavimas

Skirtingai nuo mikrovaldiklių, FPGA kūrimas gali būti sudėtingas, nes tam reikia skirtingų technologijų ir griežtai laikomasi siūlomos sistemos architektūros. Kai kurios jos programinės įrangos yra Xilinx, Intel Quartus ir net VHDL arba Verilog tikrinimo tikslais.

Kaip šios srities ekspertai, suprantama, ėmėmės veiksmų. Žemiau pateikiami išsamūs FPGA programavimo žingsniai:

  • Pirmiausia turime parašyti Verilog / VHDL kodą.
  • Dabar sukurkite posistemį toje pačioje sistemoje.
  • Tada kaiščių priskyrimas turėtų būti atliktas taip, kaip turėtų.
  • Ketvirta, turėtų būti sugeneruotas SDC failas.
  • Penkta, visi tinklų sąrašai turėtų būti paversti dvejetaine forma.
  • Šešta, sritis ir kelias.
  • Septinta, naudodami kompiliavimo programą, sutvarkykite kodą ir sugeneruokite jį kaip bitų failą.
  • Po to įdiekite ir užprogramuokite sukompiliuotą bitų failo kodą į FPGA.
  • Galiausiai, įvertinę duomenis, pakartotinai pritaikykite.

Panašiai kaip ir su mikrovaldikliais, jei neturite žinių kodavimo srityje, siūlome susisiekti su specialiu specialistu, turinčiu daug žinių šioje srityje. Tačiau kai kurie gamintojai jau turi parengties ekspertus tokioms užduotims atlikti.

FPGA privalumai ir trūkumai

Įvertinus FPGA privalumus ir trūkumus, galima nustatyti geriausią sprendimą naudoti jį savo gaminiuose. Savo klientams galime pasakyti apie šios integruotos grandinės privalumus ir trūkumus, nes turime daug žinių apie pramonę.

Privalumai

  • Jo pagrindinis pranašumas prieš mikrovaldiklį yra tai, kad jis yra programuojamas; taigi, naudojant specializuotą FPGA programinę įrangą, galima bet kada pakeisti ir konfigūruoti įrenginio paskirtį ir funkciją.
  • Palyginti su mikrovaldikliu, jame nėra iš anksto nustatyto instrukcijų rinkinio; taigi vartotojai gali jį programuoti.
  • Jis gali apdoroti vienalaikes instrukcijas, nes jis priklauso nuo lygiagretaus apdorojimo, skirtingai nei mikrovaldiklis, kuriam taikomas serijinis apdorojimas, todėl tai yra lėtesnė parinktis. Be to, ji turi veiksmingą trikdžių valdymo sistemą, vadinamą baigtinių būsenų mašinomis, dažnai vadinamomis FSM.
  • Tai leidžia vartotojams išbandyti įvairius metodus, taikomus FPGA, taip skatinant vartotojus mokymosi fazes naudojant šią įterptąją grandinę.

Trūkumai

  • Kaip matyti programavimo procese, FPGA gali būti sudėtinga. Kadangi visi kodai atliekami iš nieko, konvertuokite į mašinų kalbą.
  • Priešingai nei mikrovaldiklis, jis sunaudoja ypač daug energijos, nes turi daugybę funkcijų ir galimybių, ypač vienu metu.
  • Kalbant apie kainą, jis gali būti brangus dėl savo galimybių.
  • Jo vidinis osciliatorius gaunamas iš išorės, nes jis jo nepateikia iš anksto.

Kuris yra geresnis, mikrovaldiklis ar FPGA?

Apskritai nėra geresnio pasirinkimo nei mikrovaldiklis ir FPGA. Vartotojai, rinkdamiesi geriau įtaisytą savo įrenginiuose grandinę, turėtų atsižvelgti į norimą rezultatą ir tikslą. Vadinasi, nuo vartotojų priklausys, kuri parinktis yra geresnė už kitą pagal jų pritaikymą.

Nepaisant to, padėsime apsispręsti, kokį mažą kompiuterį priimti į savo įrenginius. Siūlome pasirinkti mikrovaldiklį, jei planuojate jį įdiegti įprastoje grandinėje. Kita vertus, siūlome pasirinkti FPGA tais atvejais, kai reikalingas didelis apdorojimo greitis ir sinchroninės operacijos. Pavyzdžiui, FPGA taikomos HD vaizdo įrašams paleisti. Jei pasirenkamas mikrovaldiklis, jis gali neveikti gerai.

Dabar, jei ieškote paprastos programuojamos įterptosios grandinės, kurią būtų galima lengvai suprojektuoti ir derinti ir kuri būtų ekonomiška, siūlome pasirinkti mikrovaldiklį. Tačiau jis turi neigiamą pusę ir nėra universalus, palyginti su FPGA, nes negali perprogramuoti savo aparatūros. Panašūs apribojimai taikomi ir mikrovaldiklių modifikavimo galimybėms.

Kalbant apie programas, kurioms reikalingas vaizdų apdorojimas ir dirbtinis intelektas, siūlome pasirinkti lauke programuojamą tinklelio masyvą (FPGA), nes jame naudojamas lygiagretus apdorojimo metodas, kai vienu metu galima toleruoti ir atlikti kelias operacijas, nepakenkiant produkto kokybei ir našumui. Tačiau jei tokiais atvejais pasirenkate mikrovaldiklį, jis gali būti chaotiškas, nes jis gali apdoroti tik nuoseklius metodus; taigi, jis yra lėtesnis ir mažiau galingas nei FPGA.

Apskritai pripažįstama, kad jie turi būti diegiami įrenginiuose atskirai. Tačiau šiuos mažus kompiuterius galima naudoti viename įrenginyje, atsižvelgiant į paskirtį ir pritaikymą. Įrenginio scenarijuje, kai jam reikia atlikti sudėtingus valdiklius, jis gali integruoti mikrovaldiklį. Be to, technologijoje gali būti FPGA, jei reikia intensyvios veiklos ir didesnio apdorojimo greičio. Tokiais atvejais jis gali pasiūlyti papildomų privalumų, tvirtumo, patikimumo ir išplėstinių funkcijų savo įrenginiui ir bendram veikimui bei pritaikymui.

Kuris yra geresnis, mikrovaldiklis ar FPGA?

Kuris yra geresnis, mikrovaldiklis ar FPGA?

Išvada

Apibendrinant, reikia atsižvelgti į įvairius aspektus renkantis tinkamą įterptąją plokštę, kurią norite integruoti į įrenginį. Be to, gali būti labai sunku pasirinkti tarp mikrovaldiklio ir FPGA; tačiau tikimės, kad padėsime.

PCBTok tiki ir tikisi, kad šiuo tinklaraščio straipsniu mes palengvinome sprendimų priėmimą. Tačiau, jei galvoje vis dar liko neaiškumų, esame pasiruošę padėti 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę ir padėti išspręsti jūsų problemas. Turime daugiau nei dvylikos (12) metų patirtį pramonėje; taigi, galima pasikliauti mumis dėl bet kokių problemų, susijusių su šia pramone.

Ko lauki? Parašykite mums žinutę ir mes su malonumu suteiksime jums reikalingą informaciją.

Atnaujinkite slapukų nuostatas
Pereikite į viršų