FPGA לעומת מיקרו-בקר: מה מתאים לצרכים שלך?

מבוא

זה יכול להיות מכריע לבחור מעגלים משובצים מתאימים במכשירים ובמוצרים שלו; לפיכך, PCBTok יספק את המידע הדרוש לגבי אלה.

FPGA ומיקרו-בקרים נקראים מחשבים קטנים, עם הבחנה עיקרית של שמותיהם; החומרה של FPGA ניתנת לתכנות, ומיקרו-בקרים ניתנים להתאמה אישית.

לגבי השירותים, FPGAs יכולים לפרש הוראות במקביל, בניגוד למיקרו-בקרים, שיכולים להתמודד רק עם שורת קוד אחת. בשל התכונות והיכולות שלו, ברור ש-FPGA עשוי להיות יקר יותר ממיקרו-בקרים.

עם זאת, זה עשוי להשתנות מכיוון שהבחירה באחד צריכה להיות מותאמת למטרה של המכשיר; לפיכך, ברצוננו לספק מידע נוסף עליהם במאמר זה. המשיכו לקרוא!

מבוא

מבוא ל-FPGA לעומת מיקרו-בקר

מהו מיקרו-בקר?

בדומה למה שנאמר, מיקרו-בקר הוא מגוון של מעבדים מיניאטוריים המזכירים מערכת טיפוסית כמעט בכל היבט. עם זאת, בהבדל אחד, הוא יכול לבצע רק תוכנית ייעודית אחת בהשוואה למחשב המסורתי המשרת אלפי תוכניות.

הוא כולל יחידת עיבוד מרכזית, זיכרון RAM, ואפילו התקני קלט-פלט. לפיכך, הוא מכונה כגרסה מיניאטורית של המחשב הטיפוסי הנפרס כיום במחשבים ניידים וביחידות מערכת.

בסך הכל, יש לו רק מטרה אחת; לבצע משימות באופן אוטומטי וחוזר בהתאם לתוכנית שלו. ניתן למצוא אותו באינספור מכשירים אלקטרוניים לצרכן, התעשייה יישומים, ה רפואי התעשייה ורבים אחרים. לגבי הכוח שלו, הוא במיליאמפר.

כדוגמה ליישומים, הם נמצאים במקלדות, צגים, מדפסות ו סורקים, טלפונים, רמזורים, מכשירים רפואיים מושתלים ואחרים עם פונקציה אחת בלבד. ניתן לגלות מיקרו-בקרים במכשירים שונים בעולם של היום, ועלותם עשויה להשתנות בהתאם לסוג המוצר ומטרת המכשיר.

מהו מיקרו-בקר?

מהו מיקרו-בקר?

מהו מערך רשת לתכנות שדה (FPGA)?

מכיוון שמערך רשת לתכנות שדה הוא עיצוב מתוכנת מראש, הוא יכול להיות קצת יותר מורכב וניואנסי ממיקרו-בקר. עם זאת, אם משתמש מחפש תוכנה הניתנת לשינוי וחומרה הניתנת להגדרה לאחר הייצור, זו הבחירה הנכונה.

FPGAs פופולריים בקרב מהנדסים מכיוון שהם יכולים להשתמש באב-טיפוס של מחשבים קטנים זה בהתאם לתפקוד וליישום הרצויים שלהם. יתר על כן, הם מעדיפים מעגלים כאלה מכיוון שהם יכולים בקלות לשנות את החומרה שלהם.

כדוגמה, אם משתמש אחד מתכנן לשדרג את המהירות של התקן עבור פלט יעיל, הוא יכול בקלות לתכנת אותו מחדש ללא צורך בחומרה חדשה לגמרי כדי לבצע שינויים אלה. לפיכך, זה מועיל ביישומים שונים. עם זאת, זה יכול להיות יקר יותר מאשר MCU.

מהו מערך רשת לתכנות שדה (FPGA)?

מהו מערך רשת לתכנות שדה (FPGA)?

הבדלים בין FPGA למיקרו-בקר

ל-FPGA לא מותקנת חומרה מבוססת, בעוד שלמיקרו-בקר יש כזה. הוא תוכנן בצורה זו מכיוון שהמטרה העיקרית של FPGA היא להקל על המשתמש להגדיר את החומרה לשדרוג הפונקציה.

אם אתה סקרן לגבי האופן שבו משתמשים מגדירים את ה-FPGA במקביל, זה כרוך בשימוש בשפת תכנות HDL. במקרים כאלה, ניתן לשנות בקלות את ייעודו של מחשב זעיר זה בהתאם למטרה הרצויה וליישום של המשתמש.

בעוד שהמיקרו-בקר הוא ההפך מ-FPGA מכיוון שיש לו מבנה חומרה מוגדר מראש, משתמשים יכולים לתכנת מעגל משובץ זה באמצעות תוכנה כדי לציין את הפונקציה המיועדת לו. יתר על כן, המעבד, הזיכרון, הציוד ההיקפי והחוטים שלו מודבקים. לפיכך, זה יכול להיות הרבה יותר זול מ-FPGA.

הבדלים בין FPGA למיקרו-בקר

הבדלים בין FPGA למיקרו-בקר

תכנות מיקרו-בקר

אין שלבים מורכבים מעורבים בתכנות מיקרו-בקר מכיוון שהוא פשוט. זה מתוכנת באמצעות שפת אסמבלי. עם זאת, בהתאם למטרה הרצויה ולמעצב, עדיין ניתן להשתמש בשפת תכנות גבוהה. חלק מהשפות ששייכות לה הן JavaScript, Python ו-C.

כמומחה בתחום זה, פשוט עשינו את הצעדים. להלן השלבים:

  • ראשית, עלינו לכתוב קוד תוכנית. בהתאם לשפה המועדפת, אפשר ליצור אותה. עם זאת, זה נכתב בדרך כלל בשפת C.
  • שנית, ארגן את הקוד שנכתב בצורה יעילה ככל האפשר באמצעות תוכנית קומפילציה.
  • כשלב אחרון, פשוט התקן את קוד התוכנית המהודר לתוך המיקרו-בקר. לאחר מכן, ההליך הסתיים; אפשר כבר להשתמש במעגל המוטבע.

בסך הכל, התהליך פשוט עבור צרכנים עם רקע בקידוד. עם זאת, אם אתה מישהו שלא עושה ולא יכול לקודד, אנו מציעים לפנות למומחה.

יתרונות וחסרונות של מיקרו-בקר

אם אתה אחד מהאנשים ששוקלים מיקרו-בקר במכשירים שלך, עליך להכיר את החוזקות והחולשות שלו כדי לבסס את הבחירה שלך עוד יותר. מכיוון שיש לנו ניסיון רב בתעשייה, אנו יכולים לספק לצרכנים שלנו את היתרונות והחסרונות של מעגל משובץ זה למכשירים.

יתרונות

  • הליך התכנות שלו פשוט יחסית.
  • הם מתאימים מאוד למפרטי חומרה לא תובעניים.
  • בניגוד ל-FPGA, הם חסכוניים מכיוון שהיכולות שלהם מוגבלות.

חסרונות

  • כאמור, הוא יכול לבצע רק פונקציות מוגבלות בגלל המפרטים המוגבלים שלו. הוא יכול להשיג רק את מטרתו המתוכנתת מראש, והוא לא יכול לטעון תוכניות מרובות בו-זמנית.
  • לגבי החסרון הראשון שלו, מכיוון שהוא יכול לעבד רק פקודה אחת בכל פעם, זה לוקח זמן מכיוון שהוא צופה עיבוד רציף. לפיכך, מוביל לגישה שלוקחת זמן.
  • בדרך כלל, יש לו חומרה מוגבלת; זה יכול לעבד רק את התוכנית המותקנת עליו.

תכנות FPGA

שלא כמו מיקרו-בקרים, פיתוח FPGA יכול להיות מאתגר מכיוון שהוא דורש טכנולוגיה שונה ודבק בקפדנות בארכיטקטורת המערכת המוצעת. חלק מהתוכנות שלה כוללות את Xilinx, Intel Quartus, ואפילו VHDL או Verilog למטרות אימות.

כמומחה בתחום זה, עשינו את הצעדים באופן מובן. להלן השלבים המפורטים בתכנות FPGA:

  • ראשית, עלינו לכתוב את קוד Verilog/VHDL.
  • כעת, פתח תת-מערכת בתוך אותה מערכת.
  • לאחר מכן, יש לבצע הקצאות סיכות כפי שהן אמורות להתבצע.
  • רביעית, יש ליצור קובץ SDC.
  • חמישית, יש להעביר את כל רשימות הרשת לצורה בינארית.
  • שישית, אזור ושביל.
  • שביעית, באמצעות תוכנית קומפילציה, ארגן את הקוד והפק אותו כקובץ סיביות.
  • לאחר מכן, התקן ותכנת את קוד קובץ הסיביות המקומפל לתוך ה-FPGA.
  • בסופו של דבר, השתמש מחדש לאחר הערכת הנתונים.

בדומה למיקרו-בקרים, אם אין לך רקע בקידוד, אנו מציעים לפנות למומחה מסור עם ידע נרחב בתעשייה. עם זאת, לחלק מהיצרנים יש כבר מומחי המתנה לביצוע משימות כאלה.

יתרונות וחסרונות של FPGA

הערכת היתרונות והחסרונות של FPGA יכולה לעזור לקבוע את ההחלטה הטובה ביותר להשתמש באחד במוצרים שלך. אנו יכולים לספר ללקוחותינו את היתרונות והחסרונות של המעגל המשולב הזה בגלל הידע המשמעותי שלנו בתעשייה.

יתרונות

  • היתרון העיקרי שלו על פני מיקרו-בקר הוא שהוא ניתן לתכנות; לפיכך, ניתן לשנות ולהגדיר את המטרה והתפקוד של המכשיר בכל עת באמצעות קושחה מיוחדת עבור FPGA.
  • בהשוואה למיקרו-בקר, אין לו ערכת הוראות מוגדרת מראש; לפיכך, צרכנים יכולים לתכנת אותו.
  • הוא יכול לעבד הוראות בו-זמנית מכיוון שהוא מסתמך על עיבוד מקביל, בניגוד למיקרו-בקר שנכלל בעיבוד סדרתי, מה שהופך אותו לאופציה איטית יותר. בנוסף, יש לו מערכת יעילה לניהול הפרעות בשם Finite State Machines, המכונה לעתים קרובות FSMs.
  • זה מאפשר למשתמשים לנסות שיטות שונות החלות על FPGA, ובכך לקדם שלבי למידה לצרכנים תוך שימוש במעגלים משובצים זה.

חסרונות

  • כפי שניתן לראות בתהליך התכנות, FPGA יכול להיות מסובך. מכיוון שכל הקודים מבוצעים יש מאין, אז הפוך לשפת מכונה.
  • בניגוד למיקרו-בקר, הוא צורך כוח קיצוני מאחר ויש לו אינספור תכונות ויכולות, במיוחד עיבוד סימולטני.
  • מבחינת עלות, זה יכול להיות יקר בגלל היכולות שלו.
  • המתנד הפנימי שלו מקורו במקור חיצוני מכיוון שהוא לא מספק כזה מראש.

מה עדיף, מיקרו-בקר או FPGA?

באופן כללי, אין אפשרות טובה יותר ממיקרו-בקר ו-FPGA. על הצרכנים לשקול את התוצאה והמטרה הרצויה בבחירת המעגל המוטמע טוב יותר במכשירים שלהם. לפיכך, זה יהיה תלוי בצרכנים באיזו אפשרות טובה בהרבה מהאחרת בהתאם ליישומים שלהם.

עם זאת, אנו נעזור לך להחליט באיזה מחשב קטן להכניס את המכשירים שלך. אנו מציעים ללכת על מיקרו-בקר אם מתכננים לפרוס אותו במעגל שגרתי. מצד שני, אנו מציעים לבחור FPGA למצבים הדורשים מהירות פעולה משמעותית של עיבוד ופעולות סינכרוניות. כדוגמה, FPGAs חלים על הפעלת סרטוני HD. אם הולכים על מיקרו-בקר, ייתכן שהוא לא יעבוד טוב.

עכשיו, אם מישהו מחפש מעגל משובץ פשוט שניתן לתכנות שניתן לתכנן ולפתור באגים בקלות והוא חסכוני, אנו מציעים ללכת על מיקרו-בקר. אבל יש לו את החיסרון שלו, והוא לא רב תכליתי בהשוואה ל-FPGA מכיוון שהוא לא יכול לתכנת מחדש את החומרה שלו. מגבלות דומות חלות על יכולות השינוי של המיקרו-בקרים.

באשר ליישומים המצריכים עיבוד תמונה ובינה מלאכותית, אנו מציעים לבחור ב- Field-Programmable Grid Array (FPGA) מכיוון שהוא משתמש בטכניקת העיבוד המקביל שבה הוא יכול לסבול ולבצע מספר פעולות בו-זמנית מבלי לפגוע באיכות ובביצועים של המוצר. עם זאת, אם תבחר במיקרו-בקר בתרחישים כאלה, זה יכול להיות כאוטי מכיוון שהוא יכול לעבד רק טכניקות רציפות; לפיכך, הוא איטי יותר ופחות חזק מ-FPGA.

בסך הכל, הם מוכרים כפרסים במכשירים בנפרד. עם זאת, שימוש במחשבים קטנים אלה במכשיר אחד אפשרי, בהתאם למטרה וליישום. בתרחיש של מכשיר שבו הוא דורש ביצוע של בקרות מורכבות, הוא יכול לשלב מיקרו-בקר. בנוסף, הטכנולוגיה יכולה להכיל FPGA אם היא דורשת פעילות אינטנסיבית ומהירויות עיבוד מוגברות. במקרים כאלה, הוא יכול להציע יתרונות נוספים, חוסן, אמינות ותכונות מתקדמות למכשיר ולביצועים וליישום הכוללים שלו.

מה עדיף, מיקרו-בקר או FPGA?

מה עדיף, מיקרו-בקר או FPGA?

סיכום

לסיכום, ישנם שיקולים שונים בבחירת המעגל המשובץ המתאים לשילוב במכשיר. בנוסף, זה יכול להיות מכריע לבחור בין מיקרו-בקר ל-FPGA; עם זאת, אנו מקווים שאנו עוזרים מאוד.

PCBTok מאמין ומקווה שבאמצעות מאמר זה בבלוג, הפכנו את קבלת ההחלטות לפשוטה. עם זאת, אם עדיין נותר בלבול מסוים, אנו זמינים 24/7 כדי לסייע עם החששות של האדם. יש לנו מעל שתים עשרה (12) שנות ניסיון בתעשייה; לפיכך, אפשר לסמוך עלינו בכל בעיה שיש להם הקשורים לענף זה.

למה אתה מחכה? שלח לנו הודעה, ואנו נשמח לספק לך את המידע הדרוש לך.

עדכן העדפות קובצי Cookie
גלול למעלה