FPGA とマイクロプロセッサ: 違いと比較

FPGA は、フィールド プログラマブル ゲート アレイの略です。 FPGA とマイクロプロセッサは、コンピューター ハードウェアで使用されます。 マイクロコントローラを搭載した FPGA はマイクロプロセッサ IP ですが、マイクロプロセッサは中央処理装置です。

主要な取り組み

1. FPGA はプログラマブル ロジック デバイスですが、マイクロプロセッサは汎用コンピューティング デバイスです。
2. FPGA は並列処理用に設計されていますが、マイクロプロセッサは順次処理用に設計されています。
3. FPGA はさまざまなアプリケーション用に再プログラムできますが、マイクロプロセッサは同様に再プログラムできません。

FPGA vs マイクロプロセッサ

FPGA (Field Programmable Gate Array) は、さまざまなデジタル機能を実行するようにプログラムできる集積回路の一種です。 マイクロプロセッサは、コンピュータまたはその他のデジタル システムの「頭脳」として使用される CPU の一種であり、命令を実行して計算を実行するように設計されています。

FPGA は Field Programmable Gate Array の略です。 集積回路です。

FPGA ではハードウェア記述言語 (HDL) が使用されます。 ハードウェア記述言語は、特定用途向け集積回路に似ています。

エレクトロニクス上で動作する設計ツールの出現により、回路図がなくなります。 プログラマブル ロジック ブロックは、フィールド プログラマブル ゲート アレイ内にあります。

組み合わせ機能を実行するために、論理ブロックが使用されます。 論理ブロックは、AND や OR のような論理ゲートとして機能します。

集積回路の組み合わせは、マイクロプロセッサと呼ばれます。 それは、単一の集積回路またはいくつかの複合回路である可能性があります。

マイクロプロセッサは、コンピュータの機能を実行するために演算、論理、および制御回路を必要とします。 マイクロプロセッサは、関数の解釈と実行を行います。

また、算術関数も実行します。 マイクロプロセッサは、クロック駆動のレジスタベースのデジタル集積回路のようなプロセスを実行します。

多目的プロセッサと呼ばれます。

比較表

比較のパラメータ	FPGA	マイクロプロセッサ
開発期間	FPGAの開発期間は長いです。	マイクロプロセッサの開発期間は短いです。
実行	FPGA は並列で実行されます。	マイクロプロセッサは順次実行します。
消費電力	FPGA の消費電力が大きい。	マイクロプロセッサの消費電力は低いです。
データ処理スループット	FPGAはデータ処理スループットが高い。	マイクロプロセッサではデータ処理のスループットが低い。
周波数範囲	FGPA の周波数範囲が低い	マイクロプロセッサの周波数範囲が高い

FPGAとは何ですか？

FPGA は Field Programmable Gate Array の略です。 集積回路です。

FPGA ではハードウェア記述言語 (HDL) が使用されます。 ハードウェア記述言語は、特定用途向け集積回路に似ています。

エレクトロニクス上で動作する設計ツールの出現により、回路図がなくなります。 プログラマブル ロジック ブロックは、フィールド プログラマブル ゲート アレイ内にあります。

組み合わせ機能を実行するために、論理ブロックが使用されます。 論理ブロックは、AND や OR のような論理ゲートとして機能します。

フィールド・メモリ・ゲート・アレイには、論理ゲートとともにメモリ要素も存在する。 さまざまな機能を実装するために、フィールド プログラマブル アレイを再プログラムすることができます。

これにより、ハードウェアでの再構成可能なコンピューティングが可能になります。 フィールド プログラマブル ゲート アレイは、組み込みシステムで重要な役割を果たします。 組み込みシステムの開発において、より優れた機能を備えています。

FPGA は、開発の初期段階で役立ちます。 多数の論理ゲートと RAM ブロックは、最新のフィールド プログラマブル ゲート アレイで利用できます。

ASIC のフィールド プログラマブル ゲート アレイは、任意の論理機能を実装できます。 ASIC は、アプリケーションに多くのオファーを提供できます。

FPGA には、負荷の軽いピンに低いレートを設定し、負荷の高いピンに高いレートを設定できるアナログ機能が備わっています。 正しく設定されていないと、ピンが予期せず鳴ったり結合したりします。

統合ペリフェラル用に FPGA で使用される混合信号はごくわずかです。

マイクロプロセッサとは何ですか？

集積回路の組み合わせは、マイクロプロセッサと呼ばれます。 それは、単一の集積回路またはいくつかの複合回路である可能性があります。

マイクロプロセッサは、コンピュータの機能を実行するために演算、論理、および制御回路を必要とします。 マイクロプロセッサは、関数の解釈と実行を行います。

また、算術関数も実行します。 マイクロプロセッサは、クロック駆動のレジスタベースのデジタル集積回路のようなプロセスを実行します。

多目的プロセッサと呼ばれます。

組み合わせロジックと順次ロジックの両方がマイクロプロセッサに存在します。 マイクロプロセッサは XNUMX 進数システムで動作します。

超大規模統合により、処理能力のコストが大幅に削減されます。 いくつかの集積回路で構成されています。

マイクロプロセッサは、金属酸化物半導体製造プロセス法を使用して製造されます。 4ビット インテル 4004 は最初の商用マイクロプロセッサであり、その後 8 ビット マイクロプロセッサに置き換えられました。

信頼性のために、シングル チップ プロセッサは接続に失敗する可能性があります。 ロックの法則により、チップの価格 なります 多少のデザインの変更があっても同様です。

マイクロプロセッサは、コンピュータ ハードウェアの設計に大きな影響を与えます。 コンピューター全体のサイズとコストを削減できます。

組み込みシステム、メインフレーム、スーパーコンピューター、およびハンドヘルド デバイスで使用されます。 演算論理ユニットと制御論理セクションを備えたプロセッサは、マイクロプロセッサと呼ばれます。

AND または OR を使用して、論理関数を実行します。

FPGA とマイクロプロセッサの主な違い

1. 頻度 範囲 FGPA の周波数範囲は低く、マイクロプロセッサの周波数範囲は高くなっています。
2. FPGAはデータ処理スループットが高く、マイクロプロセッサはデータ処理スループットが低い。
3. FPGA の消費電力は高く、マイクロプロセッサの消費電力は低くなります。
4. FPGA は並列で実行され、マイクロプロセッサは順次実行されます。
5. FPGAの開発期間は長く、マイクロプロセッサの開発期間は短い。

参考文献

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/590366/
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5272406/

最終更新日 : 11 年 2023 月 XNUMX 日