FPGA vs Bộ vi xử lý: Sự khác biệt và So sánh

FPGA là viết tắt của mảng cổng lập trình trường. FPGA và bộ vi xử lý được sử dụng trong phần cứng máy tính. FPGA với bộ vi điều khiển là IP của bộ vi xử lý, trong khi bộ vi xử lý là một đơn vị xử lý trung tâm.

Các nội dung chính

1. FPGA là một thiết bị logic lập trình được, trong khi bộ vi xử lý là một thiết bị tính toán đa năng.
2. FPGA được thiết kế để xử lý song song, trong khi bộ vi xử lý được thiết kế để xử lý tuần tự.
3. FPGA có thể được lập trình lại cho các ứng dụng khác nhau, trong khi các bộ vi xử lý không thể được lập trình lại tương tự.

FPGA vs Bộ vi xử lý

FPGA (Field Programmable Gate Array) là một loại mạch tích hợp có thể được lập trình để thực hiện các chức năng kỹ thuật số khác nhau. Bộ vi xử lý là một loại CPU được sử dụng làm “bộ não” của máy tính hoặc hệ thống kỹ thuật số khác và được thiết kế để thực hiện các lệnh và thực hiện phép tính.

FPGA là viết tắt của Field Programmable Gate Array. Nó là một mạch tích hợp.

Ngôn ngữ mô tả phần cứng (HDL) được sử dụng trong FPGA. Ngôn ngữ mô tả phần cứng tương tự như mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng.

Do sự ra đời của các công cụ thiết kế hoạt động trên điện tử sẽ thiếu sơ đồ mạch. Các khối logic lập trình được hiện diện trong mảng cổng lập trình trường.

Để thực hiện các chức năng tổ hợp, các khối logic được sử dụng. Các khối logic hoạt động như các cổng logic như AND và OR.

Tổ hợp mạch tích hợp được gọi là bộ vi xử lý. Nó có thể là một mạch tích hợp đơn lẻ hoặc một số mạch kết hợp.

Bộ vi xử lý cần mạch số học, logic và điều khiển để thực hiện các chức năng của máy tính. Một bộ vi xử lý sẽ thực hiện các chức năng thông dịch và thực thi.

Nó cũng thực hiện các chức năng số học. Một bộ vi xử lý thực hiện một quy trình giống như một mạch tích hợp kỹ thuật số dựa trên đồng hồ, dựa trên thanh ghi.

Nó được gọi là bộ xử lý đa năng.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	FPGA	Bộ vi xử lý
Thời kỳ phát triển	Thời kỳ phát triển của FPGA là cao.	Thời gian phát triển của bộ vi xử lý là thấp.
Thực hiện	FPGA thực thi song song.	Bộ vi xử lý thực hiện tuần tự.
Công suất tiêu thụ	Mức tiêu thụ điện năng trong FPGA cao.	Mức tiêu thụ điện năng trong bộ vi xử lý thấp.
Thông lượng xử lý dữ liệu	Thông lượng xử lý dữ liệu cao trong FPGA.	Thông lượng xử lý dữ liệu thấp trong bộ vi xử lý.
Dải tần số	Dải tần số trong FGPA thấp	Dải tần số trong bộ vi xử lý cao

FPGA là gì?

FPGA là viết tắt của Field Programmable Gate Array. Nó là một mạch tích hợp.

Ngôn ngữ mô tả phần cứng (HDL) được sử dụng trong FPGA. Ngôn ngữ mô tả phần cứng tương tự như mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng.

Do sự ra đời của các công cụ thiết kế hoạt động trên điện tử sẽ thiếu sơ đồ mạch. Các khối logic lập trình được hiện diện trong mảng cổng lập trình trường.

Để thực hiện các chức năng tổ hợp, các khối logic được sử dụng. Các khối logic hoạt động như các cổng logic như AND và OR.

Các phần tử bộ nhớ cũng có mặt trong mảng cổng bộ nhớ trường cùng với các cổng logic. Để thực hiện các chức năng khác nhau, mảng có thể lập trình trường có thể được lập trình lại.

Nó cho phép tính toán cấu hình lại trong phần cứng. Mảng cổng lập trình trường có vai trò quan trọng trong hệ thống nhúng. Nó có khả năng lớn hơn trong việc phát triển các hệ thống nhúng.

FPGA có thể giúp phát triển trong giai đoạn đầu. Một số lượng lớn các cổng logic và RAM khối có sẵn trong mảng cổng lập trình trường hiện đại.

Mảng cổng có thể lập trình trường trong ASIC có thể thực hiện bất kỳ chức năng logic nào. ASIC có thể cung cấp nhiều ưu đãi cho các ứng dụng.

FPGA đi kèm với các tính năng tương tự cho phép bạn đặt tốc độ thấp ở các chân tải nhẹ và tốc độ cao ở các chân tải nặng. Nếu nó không được đặt chính xác, pin sẽ đổ chuông hoặc ghép nối bất ngờ.

Chỉ một vài tín hiệu hỗn hợp được sử dụng trong FPGA cho các thiết bị ngoại vi tích hợp.

Vi xử lý là gì?

Tổ hợp mạch tích hợp được gọi là bộ vi xử lý. Nó có thể là một mạch tích hợp đơn lẻ hoặc một số mạch kết hợp.

Bộ vi xử lý cần mạch số học, logic và điều khiển để thực hiện các chức năng của máy tính. Một bộ vi xử lý sẽ thực hiện các chức năng thông dịch và thực thi.

Nó cũng thực hiện các chức năng số học. Một bộ vi xử lý thực hiện một quy trình giống như một mạch tích hợp kỹ thuật số dựa trên đồng hồ, dựa trên thanh ghi.

Nó được gọi là bộ xử lý đa năng.

Cả logic tổ hợp và logic tuần tự đều có trong bộ vi xử lý. Các bộ vi xử lý sẽ hoạt động trên hệ thống số nhị phân.

Tích hợp quy mô rất lớn giúp giảm đáng kể chi phí năng lượng xử lý. Nó bao gồm một vài mạch tích hợp.

Bộ vi xử lý được sản xuất bằng phương pháp chế tạo bán dẫn oxit kim loại. Intel 4 4004 bit là bộ vi xử lý thương mại đầu tiên, sau đó được thay thế bằng bộ vi xử lý 8 bit.

Do độ tin cậy, bộ xử lý chip đơn có thể bị lỗi kết nối. Theo định luật Rock, giá của chip sẽ như nhau ngay cả khi có những thay đổi nhỏ trong thiết kế.

Bộ vi xử lý sẽ có ảnh hưởng lớn đến thiết kế của phần cứng máy tính. Nó có thể làm giảm kích thước và chi phí của toàn bộ máy tính.

Nó được sử dụng trong các hệ thống nhúng, máy tính lớn, siêu máy tính và thiết bị cầm tay. Một bộ xử lý có phần logic số học và phần logic điều khiển được gọi là bộ vi xử lý.

Sử dụng AND hoặc OR, nó thực hiện các chức năng logic.

Sự khác biệt chính giữa FPGA và Bộ vi xử lý

1. Dải tần số trong FGPA thấp, còn dải tần số trong bộ vi xử lý cao.
2. Thông lượng xử lý dữ liệu cao trong FPGA và thông lượng xử lý dữ liệu thấp trong bộ vi xử lý.
3. Mức tiêu thụ điện năng trong FPGA cao và mức tiêu thụ điện năng trong bộ vi xử lý thấp.
4. FPGA thực thi song song và bộ vi xử lý thực thi tuần tự.
5. Thời gian phát triển của FPGA cao và thời gian phát triển của bộ vi xử lý thấp.

dự án

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