FPGA oznacza programowalną tablicę bramek. Układy FPGA i mikroprocesory są wykorzystywane w sprzęcie komputerowym. FPGA z mikrokontrolerami to mikroprocesor IP, natomiast mikroprocesor to jednostka centralna.
FPGA a mikroprocesor
Różnica między FPGA a mikroprocesorami polega na ich wydajności. Wykonanie wielu instrukcji naraz nazywa się FPGA, podczas gdy wykonanie pojedynczej instrukcji na raz nazywa się mikroprocesorem. FPGA ma wykonanie równoległe, podczas gdy mikroprocesor ma wykonanie sekwencyjne. W porównaniu z FPGA mikroprocesor ma więcej zalet w komunikacji szeregowej.
FPGA to skrót od Field Programmable Gate Array. Jest to układ scalony. Język opisu sprzętu (HDL) jest używany w FPGA. Język opisu sprzętu jest podobny do specyficznego dla aplikacji układu scalonego. Ze względu na pojawienie się narzędzi do projektowania, które pracują na elektronice, zabraknie schematów obwodów. Programowalne bloki logiczne są obecne w programowalnej przez użytkownika macierzy bramek. Do wykonywania funkcji kombinowanych wykorzystywane są bloki logiczne. Bloki logiczne działają jak bramki logiczne, takie jak AND i OR.
Kombinacja układu scalonego nazywana jest mikroprocesorem. Może to być pojedynczy układ scalony lub kilka układów scalonych. Do wykonywania funkcji komputera mikroprocesor potrzebuje obwodów arytmetycznych, logicznych i sterujących. Mikroprocesor będzie interpretował i wykonywał funkcje. Wykonuje również funkcje arytmetyczne. Proces taki jak sterowany zegarem, oparty na rejestrach, cyfrowy układ scalony jest wykonywany przez mikroprocesor. Nazywa się to procesorem wielofunkcyjnym.
Tabela porównawcza między FPGA a mikroprocesorem
| Parametry porównania | FPGA | Mikroprocesor |
| Okres rozwoju | Okres rozwoju FPGA jest długi. | Okres rozwoju mikroprocesora jest krótki. |
| Wykonanie | FPGA działa równolegle. | Mikroprocesor wykonuje sekwencyjnie. |
| Pobór energii | Pobór mocy w FPGA jest wysoki. | Pobór mocy w mikroprocesorze jest niski. |
| Przepustowość przetwarzania danych | Przepustowość przetwarzania danych jest wysoka w FPGA. | Przepustowość przetwarzania danych w mikroprocesorze jest niska. |
| Zakres częstotliwości | Zakres częstotliwości w FGPA jest niski | Zakres częstotliwości w mikroprocesorze jest wysoki |
Co to jest FPGA?
FPGA to skrót od Field Programmable Gate Array. Jest to układ scalony. Język opisu sprzętu (HDL) jest używany w FPGA. Język opisu sprzętu jest podobny do specyficznego dla aplikacji układu scalonego. Ze względu na pojawienie się narzędzi do projektowania, które pracują na elektronice, zabraknie schematów obwodów. Programowalne bloki logiczne są obecne w programowalnej przez użytkownika macierzy bramek. Do wykonywania funkcji kombinowanych wykorzystywane są bloki logiczne. Bloki logiczne działają jak bramki logiczne, takie jak AND i OR.
Wraz z bramkami logicznymi, elementy pamięci są również obecne w tablicy bramek pamięci polowej. W celu realizacji różnych funkcji można przeprogramować tablicę programowalną w terenie. Pozwala na rekonfigurowalne obliczenia sprzętowe. W systemie wbudowanym, programowalna macierz bramek firmy Field odgrywa znaczącą rolę. Ma większe możliwości w rozwoju systemów wbudowanych. FPGA może pomóc w rozwoju we wczesnej fazie. We współczesnych programowalnych macierzach bramek dostępna jest duża liczba bramek logicznych i bloków pamięci RAM.
Dowolna funkcja logiczna może być zaimplementowana przez programowalną tablicę bramek w układzie ASIC. ASIC może dostarczyć aplikacjom wiele ofert. FPGA jest wyposażony w funkcje analogowe, które pozwalają ustawić niskie prędkości w słabo obciążonych pinach i wysokie w mocno obciążonych pinach. Jeśli nie jest prawidłowo ustawiony, kołek nieoczekiwanie zadzwoni lub połączy się. Tylko kilka mieszanych sygnałów jest używanych w FPGA dla zintegrowanych urządzeń peryferyjnych.
Co to jest mikroprocesor?
Kombinacja układu scalonego nazywana jest mikroprocesorem. Może to być pojedynczy układ scalony lub kilka układów scalonych. Do wykonywania funkcji komputera mikroprocesor potrzebuje obwodów arytmetycznych, logicznych i sterujących. Mikroprocesor będzie interpretował i wykonywał funkcje. Wykonuje również funkcje arytmetyczne. Proces taki jak sterowany zegarem, oparty na rejestrach, cyfrowy układ scalony jest wykonywany przez mikroprocesor. Nazywa się to procesorem wielofunkcyjnym.
W mikroprocesorach występuje zarówno logika kombinacyjna, jak i sekwencyjna. Mikroprocesory będą pracować w systemie liczb binarnych. Koszt mocy obliczeniowej jest znacznie obniżony dzięki integracji o bardzo dużej skali. Składa się z kilku układów scalonych. Wykorzystując metodę procesu wytwarzania półprzewodników z tlenków metali, wytwarzane są mikroprocesory. 4-bitowy Intel 4004 jest pierwszym komercyjnym mikroprocesorem, a następnie został zastąpiony przez mikroprocesory 8-bitowe.
Ze względu na niezawodność, procesory jednoukładowe mogą ulec awarii w połączeniach. Zgodnie z prawem Rocka cena chipa będzie taka sama, nawet przy niewielkich zmianach w projekcie. Mikroprocesor będzie miał ogromny wpływ na projektowanie sprzętu komputerowego. Może zmniejszyć rozmiar i koszt całego komputera. Jest używany w systemach wbudowanych, komputerach mainframe, superkomputerach i urządzeniach przenośnych. Procesor z jednostką arytmetyczno-logiczną i sekcją logiki sterującej nazywany jest mikroprocesorem. Używając AND lub OR, wykonuje funkcje logiczne.
Główne różnice między FPGA a mikroprocesorem
Wniosek
FPGA i mikroprocesor mają unikalne cechy. FGPA jest zaawansowany w porównaniu z mikroprocesorem. Działa wydajniej niż mikroprocesor. FGPA działa na wysokiej częstotliwości, podczas gdy mikroprocesory nie działają na wysokiej częstotliwości. Główną różnicą między FPGA a mikroprocesorami jest ich wykonanie. FPGA działa równolegle, a mikroprocesory działają sekwencyjnie. FPGA zużywa dużą moc, podczas gdy mikroprocesor pobiera małą moc. Okres rozwoju dla FPGA jest długi, a dla mikroprocesora krótki. Mikroprocesor to prosta jednostka centralna, podczas gdy FGPA to wersja zaawansowana.
