Unterschied zwischen FPGA und Mikrocontroller

FPGA vs Mikrocontroller

In der Welt der Elektronik und digitalen Schaltungen wird der Begriff Mikrocontroller sehr häufig verwendet. Nahezu jedes einzelne Gerät, das mit einem Computer verbunden ist und mit ihm interagieren soll, verfügt über einen eingebetteten Mikrocontroller, um die Kommunikation zu erleichtern. Die Struktur eines Mikrocontrollers ist vergleichbar mit einem einfachen Computer, der in einem einzigen Chip untergebracht ist und alle erforderlichen Komponenten wie Speicher und Timer enthält. Es ist so programmiert, dass es einige einfache Aufgaben für andere Hardware ausführt. Ein Field Programmable Gate Array oder FPGA ist ein integrierter Schaltkreis, der Millionen von Logikgattern enthalten kann, die zur Ausführung einer bestimmten Aufgabe elektrisch konfiguriert werden können.

Aufgrund der grundlegenden Eigenschaften von FPGAs sind sie flexibler als die meisten Mikrocontroller. Der Begriff „programmierbar“ sagt bereits aus, dass das gesamte FPGA-Gerät für jede logische Aufgabe, die in die Anzahl der Gatter eingefügt werden kann, neu programmiert werden kann. Sie können alle Logikgatter neu verkabeln, um sie für die Aufgabe zu konfigurieren, die Sie sich vorgenommen haben. Mikrocontroller verfügen bereits über einen eigenen Schaltkreis und Befehlssatz, den der Programmierer befolgen muss, um Code für diesen Mikrocontroller zu schreiben, der ihn auf bestimmte Aufgaben beschränkt.

Die Flexibilität von FPGAs hat ihren Preis, da sie mehr Strom verbrauchen als herkömmliche Mikrocontroller, wodurch sie für Anwendungen ungeeignet sind, bei denen Stromverbrauch ein Problem darstellt. Das Erstellen einer FPGA-Funktion in einer bestimmten Rolle würde im Vergleich zu Mikrocontrollern auch viel länger dauern, da der gesamte Code von Grund auf neu geschrieben und in Maschinensprache konvertiert werden muss. Mit Mikrocontrollern können Sie Pakete kaufen, die auf eine bestimmte Aufgabe zugeschnitten sind, und diese nur relativ schnell auf Ihre exakten Spezifikationen programmieren. Der Preis für FPGAs kann auch wörtlich genommen werden, da die Verwendung von FPGAs Hersteller weitaus mehr kosten könnte als mit einfachen Mikrocontrollern. Daher sind FPGAs normalerweise in Produkten zu finden, die eine hohe Komplexität aufweisen, aber nur eine geringe Nachfrage haben. Sobald die Nachfrage steigt und eine Massenproduktion erforderlich wird, wird die Schaltung zu ASICs wie einem Mikrocontroller verschoben, wo die Produktionskosten geringer sind.

Zusammenfassung:
1. Mikrocontroller sind in einem IC kundenspezifische Mini-Computer, während FPGAs nur aus Logikblöcken bestehen, die elektrisch neu verkabelt werden können
2. Mikrocontroller verbrauchen weniger Strom als FPGAs
3. Die Einrichtung von FPGAs dauert erheblich länger, während fertig gebaute Mikrocontroller für bestimmte Zwecke verkauft werden
4. Das Bau von Geräten mit FPGAs ist teurer als Mikrocontroller