L'FPGA è l'acronimo di field-programmable gate array. L'FPGA e i microprocessori sono utilizzati nell'hardware del computer. FPGA con microcontrollori è un microprocessore IP, mentre un microprocessore è un'unità di elaborazione centrale.
Punti chiave
- FPGA è un dispositivo logico programmabile, mentre un microprocessore è un dispositivo informatico generico.
- L'FPGA è progettato per l'elaborazione parallela, mentre i microprocessori sono progettati per l'elaborazione sequenziale.
- L'FPGA può essere riprogrammato per diverse applicazioni, mentre i microprocessori non possono essere riprogrammati in modo simile.
FPGA contro microprocessore
FPGA (Field Programmable Gate Array) è un tipo di circuito integrato che può essere programmato per eseguire varie funzioni digitali. Un microprocessore è un tipo di CPU che viene utilizzato come "cervello" di un computer o altro sistema digitale ed è progettato per eseguire istruzioni ed eseguire calcoli.
L'FPGA sta per Field Programmable Gate Array. È un circuito integrato.
Il linguaggio di descrizione dell'hardware (HDL) viene utilizzato in FPGA. Il linguaggio di descrizione dell'hardware è simile al circuito integrato specifico dell'applicazione.
A causa dell'avvento di strumenti di progettazione che lavorano sull'elettronica mancheranno gli schemi elettrici. I blocchi logici programmabili sono presenti nella matrice di porte programmabili sul campo.
Per eseguire funzioni combinatorie, vengono utilizzati blocchi logici. I blocchi logici fungono da porte logiche come AND e OR.
Una combinazione del circuito integrato è chiamata microprocessore. Può trattarsi di un singolo circuito integrato o di più circuiti combinati.
Il microprocessore necessita di circuiti aritmetici, logici e di controllo per eseguire le funzioni del computer. Un microprocessore interpreterà ed eseguirà le funzioni.
Svolge anche funzioni aritmetiche. Un microprocessore esegue un processo come un circuito integrato digitale basato su registri e basato su clock.
Si chiama un processore multiuso.
Tavola di comparazione
| Parametri di confronto | FPGA | Microprocessore |
|---|---|---|
| Periodo di sviluppo | Il periodo di sviluppo per FPGA è lungo. | Il periodo di sviluppo per il microprocessore è basso. |
| L'FPGA viene eseguito in parallelo. | Il microprocessore esegue in sequenza. | |
| Consumo di energia | Il consumo energetico in FPGA è elevato. | Il consumo energetico nel microprocessore è basso. |
| Rendimento dell'elaborazione dei dati | Il throughput di elaborazione dei dati è elevato in FPGA. | Il throughput di elaborazione dei dati è basso nel microprocessore. |
| Intervallo di frequenze | La gamma di frequenza in FGPA è bassa | La gamma di frequenza in un microprocessore è alta |
Cos'è l'FPGA?
L'FPGA sta per Field Programmable Gate Array. È un circuito integrato.
Il linguaggio di descrizione dell'hardware (HDL) viene utilizzato in FPGA. Il linguaggio di descrizione dell'hardware è simile al circuito integrato specifico dell'applicazione.
A causa dell'avvento di strumenti di progettazione che lavorano sull'elettronica mancheranno gli schemi elettrici. I blocchi logici programmabili sono presenti nella matrice di porte programmabili sul campo.
Per eseguire funzioni combinatorie, vengono utilizzati blocchi logici. I blocchi logici fungono da porte logiche come AND e OR.
Gli elementi di memoria sono presenti anche nell'array di porte di memoria di campo insieme alle porte logiche. Per implementare diverse funzioni, l'array programmabile sul campo può essere riprogrammato.
Consente l'elaborazione riconfigurabile nell'hardware. Un gate array programmabile sul campo ha un ruolo significativo in un sistema integrato. Ha una maggiore capacità nello sviluppo di sistemi embedded.
L'FPGA può aiutare a svilupparsi nella fase iniziale. Un gran numero di porte logiche e RAM i blocchi sono disponibili in matrici di gate programmabili sul campo contemporanee.
Un gate array programmabile sul campo in ASIC può implementare qualsiasi funzione logica. L'ASIC può fornire molte offerte alle applicazioni.
FPGA è dotato di funzionalità analogiche che consentono di impostare velocità basse nei pin con carico leggero e velocità elevate nei pin con carico pesante. Se non è impostato correttamente, il perno suonerà o si accoppierà in modo imprevisto.
Solo pochi segnali misti vengono utilizzati in FPGA per periferiche integrate.
Cos'è il microprocessore?
Una combinazione del circuito integrato è chiamata microprocessore. Può trattarsi di un singolo circuito integrato o di più circuiti combinati.
Il microprocessore necessita di circuiti aritmetici, logici e di controllo per eseguire le funzioni del computer. Un microprocessore interpreterà ed eseguirà le funzioni.
Svolge anche funzioni aritmetiche. Un microprocessore esegue un processo come un circuito integrato digitale basato su registri e basato su clock.
Si chiama un processore multiuso.
Sia la logica combinatoria che quella sequenziale sono presenti nei microprocessori. I microprocessori funzioneranno sul sistema numerico binario.
L'integrazione su scala molto ampia riduce notevolmente il costo della potenza di elaborazione. Consiste di pochi circuiti integrati.
I microprocessori sono prodotti utilizzando il metodo del processo di fabbricazione di semiconduttori di ossido di metallo. Un 4 bit Intel 4004 è il primo microprocessore commerciale, poi sostituito da microprocessori a 8 bit.
A causa dell'affidabilità, i processori a chip singolo potrebbero fallire nelle connessioni. Per la legge di Rock, il prezzo del chip sarà lo stesso anche se ci sono lievi modifiche nel design.
Il microprocessore avrà un grande impatto sulla progettazione dell'hardware del computer. Potrebbe ridurre le dimensioni e il costo dell'intero computer.
Viene utilizzato in sistemi embedded, mainframe, supercomputer e dispositivi portatili. Un processore con un'unità logica aritmetica e una sezione logica di controllo è chiamato microprocessore.
Usando l'AND o l'OR esegue le funzioni logiche.
Principali differenze tra FPGA e microprocessore
- La frequenza gamma in FGPA è bassa e la gamma di frequenza in un microprocessore è alta.
- Il throughput di elaborazione dei dati è elevato nell'FPGA e il throughput di elaborazione dei dati è basso nel microprocessore.
- Il consumo energetico in FPGA è elevato e il consumo energetico nel microprocessore è basso.
- L'FPGA viene eseguito in parallelo e il microprocessore viene eseguito in sequenza.
- Il periodo di sviluppo per FPGA è alto e il periodo di sviluppo per il microprocessore è basso.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/590366/
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5272406/
Ultimo aggiornamento: 11 giugno 2023
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Sandeep Bhandari ha conseguito una laurea in ingegneria informatica presso la Thapar University (2006). Ha 20 anni di esperienza nel campo della tecnologia. Ha un vivo interesse in vari campi tecnici, inclusi i sistemi di database, le reti di computer e la programmazione. Puoi leggere di più su di lui sul suo pagina bio.
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