Procesors ir datora mikroshēma, kas veic aprēķinus. Tas pieņem visus loģiskos lēmumus, kas ir datora uzdevumi, sākot no visvienkāršākajiem, piemēram, logu atvēršanas, līdz vissarežģītākajiem, piemēram, 3D animācijas pabeigšanai.
Tāpēc procesoru sauc par datora smadzenēm. Izmantojot mātesplati, jūsu procesors ir savienots ar visiem pārējiem jūsu sistēmas komponentiem.
Procesora uzdevums ir saņemt ievades datus, apstrādāt tos un nodrošināt izejas datus. FPGA (Field Programmable Gate Arrays) un mikrokontrolleri ir divas visizplatītākās izvēles starp visiem procesoriem.
Atslēgas
- FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) ir pārkonfigurējamas integrētās shēmas ar programmējamiem loģiskajiem blokiem, kas nodrošina ļoti paralēlu apstrādi. Tajā pašā laikā mikrokontrolleri ir vienas mikroshēmas datori ar fiksētu arhitektūru, kas paredzēti konkrētiem uzdevumiem.
- FPGA piedāvā ātrāku veiktspēju un lielāku dizaina elastību, taču tie ir dārgāki un patērē vairāk enerģijas nekā mikrokontrolleri.
- Mikrokontrolleri ir piemēroti vienkāršām, zemu izmaksu lietojumprogrammām, savukārt FPGA ir ideāli piemēroti sarežģītiem, augstas veiktspējas uzdevumiem, kuriem nepieciešama pielāgošana vai ātra prototipēšana.
FPGA pret mikrokontrolleri
Starpība starp FPGA un mikrokontrolleris ir tas, ka FPGA nav noteiktas aparatūras struktūras un tas ir vislabāk piemērots uzdevumiem, kuriem nepieciešams liels apstrādes ātrums. Turpretim mikrokontrolleriem ir aparatūras struktūra, kas vislabāk piemērota pamatuzdevumu veikšanai.
FPGA ir integrētās shēmas, kuras lietotāji var pielāgot atbilstoši savām prasībām. Tie ietver vairākus loģiskos blokus, kurus var viegli konfigurēt ar augstas apraksta valodām.
Šis procesors sastāv no loģikas, ievades/izvades un konfigurējamiem loģikas blokiem.
Mikrokontrolleri būtībā ir mini datori atsevišķi. Vairākas ievades/izvades ierīces ir uzstādītas uz nelielas mikroshēmas, kas ietver atmiņu un a CPU.
Viņi ir atbildīgi par tādu komponentu kā sensoru, atmiņas, displeja utt. pārvaldību sistēmā.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametri | FPGA | Microcontroller |
|---|---|---|
| Definīcija | FPGA ir elastīgākas, jo tās ļauj pārprogrammēt gan aparatūru, gan programmaparatūru. | Mikrokontrolleri ir paredzēti vienkāršu uzdevumu veikšanai, kam nav nepieciešama tik augsta apstrādes jauda. |
| Elastīgums | Programmēšana ir pieejamāka un aizņem mazāk laika. | Mikrokontrolleri ir mazāk elastīgi, jo tie ļauj tikai pārprogrammēt programmaparatūru. |
| Pārstrādes | FPGA spēj veikt paralēlu apstrādi. | Mikrokontrolleri ir ierobežoti ar secīgu apstrādi. |
| Strāvas patēriņš | FPGA var veikt paralēlu apstrādi. | Mikrokontrolleris var veikt tikai secīgu apstrādi. |
| Izmaksas | FPGA ieviešana ir dārgāka. | Mikrokontrolleri ir salīdzinoši lēti ieviest. |
| Programmēšana | Programmēšana ir nedaudz sarežģīta un laikietilpīga. | Programmēšana ir vienkāršāka un aizņem mazāk laika. |
Kas ir FPGA?
FPGA ir integrētās shēmas, kuras jebkurā laikā var pielāgot atbilstoši lietotāja prasībām. Lai viegli konfigurētu loģikas blokus, var izmantot augstas apraksta valodu.
Šim procesoram ir dažādi komponenti, tostarp loģiskie bloki, ievades/izvades bloki un konfigurējami loģiskie bloki.
FPGA apstrādā uzdevumus, kuriem nepieciešams liels apstrādes ātrums un sarežģītība. FPGA nodrošina lielāku elastību, jo tos var pārprogrammēt aparatūrā un programmaparatūrā.
FPGA ļauj veikt paralēlu apstrādi, vienlaikus veicot identiskas darbības, jo tūkstošiem vadības loģikas bloku darbojas vienlaicīgi.
Tas padara mākslīgais intelekts un attēlu apstrāde ir vienkārša. FPGA patērē daudz enerģijas. Tāpēc tas nav ieteicams uzdevumiem, kas ātri iztukšo jaudu.
Programmēšana an FPGA ir nedaudz sarežģīts un laikietilpīgs, jo lietotājam katra programma ir jāraksta no jauna. FPGA ieviešanas izmaksas ir augstas.
Kas ir mikrokontrolleris?
Mikrokontrolleris būtībā ir mazs dators. Ievades un izvades ierīces ir uzstādītas uz nelielas mikroshēmas, kas ietver atmiņu un centrālo procesoru.
Viņi ir atbildīgi par tādu sistēmas komponentu kā sensoru, atmiņas, displeju utt. pārvaldību.
Mikrokontrolleri tiek programmēti, izmantojot augstāka līmeņa valodas, piemēram, JavaScript, Python un C. Izmantojot šīs valodas; mikrokontrolleri var dot norādījumus citām sastāvdaļām darboties.
Mikrokontrolleri ir paredzēti vienkāršu uzdevumu veikšanai, kuriem nav nepieciešama tik augsta apstrādes jauda. Tā kā mikrokontrolleri var tikai pārprogrammēt programmaparatūru, tie ir mazāk elastīgi.
To īstenošana ir salīdzinoši lēta. Mikrokontrolleri ir ierobežoti ar secīgu apstrādi. Tādējādi tas apstrādā komandas, kuras lietotājs dod vienā rindā.
Tā kā tas aizņem ilgu laiku, jebkura uzdevuma veikšana ar mikrokontrolleru ir nedaudz lēna. Šī iemesla dēļ nav ieteicams veikt spēcīgus uzdevumus.
Mikrokontrollerus ir viegli programmēt, jo lietotājs var iegādāties dažus iepriekš sagatavotus iepakojumus. Katra programma ir izstrādāta, lai veiktu noteiktu funkciju.
Mikrokontrollera programmēšana ir padarīta pieejamāka un mazāk laikietilpīga.
Galvenās atšķirības starp FPGA un mikrokontrolleru
- FPGA ir vislabāk piemērotas sarežģītiem uzdevumiem, kuriem nepieciešams liels apstrādes ātrums, savukārt mikrokontrolleri tiek izmantoti vienkāršiem uzdevumiem, kuriem nav nepieciešams liels apstrādes ātrums.
- An FPGA ir augsta elastības pakāpe, ļaujot lietotājam pārprogrammēt aparatūru un programmaparatūru. Turpretim mikrokontrollerim ir ierobežota elastība, jo lietotājam ir tikai jāpārprogrammē programmaparatūra.
- FPGA var veikt paralēlu apstrādi, savukārt mikrokontrolleri aprobežojas ar secīgu apstrādi.
- FPGA darbībai ir nepieciešama liela jauda, savukārt mikrokontrollerus var darbināt ar salīdzinoši mazu jaudu.
- FPGA ir laikietilpīga un sarežģīta programmēšana, tāpēc to ieviešana maksā vairāk, savukārt mikrokontrollerus var ieviest salīdzinoši lēti, jo programmēšana ir daudz vienkāršāka.
Pēdējo reizi atjaunināts: 13. gada 2023. jūlijā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Sandeep Bhandari ir ieguvis inženierzinātņu bakalaura grādu datorzinātnēs Tapara universitātē (2006). Viņam ir 20 gadu pieredze tehnoloģiju jomā. Viņam ir liela interese par dažādām tehniskajām jomām, tostarp datu bāzu sistēmām, datortīkliem un programmēšanu. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
Autora skaidrais un detalizētais FPGA un mikrokontrolleru salīdzinājums ir ļoti izdevīgs tiem, kas interesējas par aparatūras projektēšanas un programmēšanas jomu.
Raksts efektīvi izceļ FPGA un mikrokontrolleru atšķirīgās iezīmes un lietojumus, piedāvājot lielu vērtību lasītājiem, kuri vēlas padziļināti izprast šos procesorus.
Šis raksts sniedz ieskatu un detalizētu pārskatu gan par FPGA, gan mikrokontrolleriem, sniedzot skaidrību par to funkcijām un lietojumprogrammām.
Raksts lieliski apraksta galvenās atšķirības starp FPGA un mikrokontrolleriem, padarot to viegli saprotamu lasītājiem, kuriem šī tēma nav sveša.
Ļoti informatīvs un pamatīgs skaidrojums par FPGA un mikrokontrolleru salīdzināšanu.
Visaptverošā salīdzināšanas tabula ir īpaši noderīga, lai izprastu galvenās FPGA un mikrokontrolleru atšķirības un lietojumus. Labi padarīts!