คุณต้องการสร้างระบบโต้ตอบและระบบฝังตัวของคุณหรือไม่?
FPGA Vs ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) คืออุปกรณ์ยอดนิยมสำหรับวิศวกรไฟฟ้าหรือมือสมัครเล่น ทั้งสองอุปกรณ์สามารถตั้งโปรแกรมให้ทำหน้าที่บางอย่างได้ ซึ่งความเป็นไปได้นี้จะไม่มีที่สิ้นสุดหากคุณรู้พื้นฐานเป็นอย่างดี และเราสามารถศึกษาได้จากเนื้อหาด้านล่าง อย่างไรก็ตามก่อนที่เราจะเริ่ม คุณทราบถึงความแตกต่างระหว่างสองอุปกรณ์นี้หรือไม่?
สิ่งสำคัญคือต้องทราบความแตกต่างระหว่าง FPGA ไมโครโปรเซสเซอร์ และไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อให้สามารถเลือกตัวเลือกที่ถูกต้องสำหรับโครงการของคุณ
เราได้จัดทำคู่มือเชิงลึกโดยเน้นที่ความแตกต่างของส่วนประกอบต่างๆ เพื่อให้โครงการของคุณประสบความสำเร็จและสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
1、FPGA (เอฟพีจีเอ)
1.1 FPGA คืออะไร?
FPGA ย่อมาจาก Field-Programmable Gate Array และเป็นวงจรรวมประเภทหนึ่ง วิศวกรหรือนักออกแบบสามารถตั้งโปรแกรมได้หลังการผลิต เพื่อให้สามารถทำงานต่างๆได้ตามที่ต้องการ
FPGA มาพร้อมกับบล็อกลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ และกรอบของการเชื่อมต่อระหว่างกันที่สามารถกำหนดค่าใหม่เพื่อให้สามารถเดินสายไฟใหม่ ลอจิกเกต หรือ ประตูสัญญาณตรรกะ สามารถเชื่อมต่อระหว่างกันได้โดยใช้การกำหนดค่าที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้สามารถต่อเข้าด้วยกันได้ คุณสามารถใช้ฟังก์ชันผสมผสานที่ซับซ้อนได้ โดยกำหนดค่าบล็อกลอจิกและลอจิกเกตที่ปลอดภัย เช่น XOR และ AND
คุณจะพบส่วนประกอบหน่วยความจำใน FPGA เช่น บล็อกหน่วยความจำที่สมบูรณ์ และฟลิปฟล็อปทั่วไป
FPGA พบได้ในรถยนต์ ศูนย์ข้อมูล อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องมือประมวลผลภาพและวิดีโอ การสื่อสารแบบใช้สาย และอื่น ๆ
ภาพที่ 1: FPGA Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
1.2 การเขียนโปรแกรม FPGA
การเขียนโปรแกรม FPGA เป็นกระบวนการกำหนดค่าหรือกำหนดค่า IC ใหม่ โดยใช้ภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์ (Hardware Descriptive Languages) เช่น VHDL และ Verilog ซึ่งการกระทำผ่านการเขียนโปรแกรม FPGA สามารถทำหน้าที่เฉพาะได้ โดยการเชื่อมต่อบล็อกลอจิกและการเชื่อมต่อระหว่างกัน
ภาษาการเขียนโปรแกรม FPGA
ภาษาโปรแกรมสำหรับฮาร์ดแวร์ที่เรียกว่า FPGA
คำอธิบายภาษาตามที่มีไว้สำหรับการออกแบบหรือคำอธิบายฮาร์ดแวร์ สองภาษาที่ใช้กันทั่วไปในการเขียนโปรแกรม FPGA ได้แก่ VHDL และ Verilog HDL
VHDL
กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯได้พัฒนา VHDL ซึ่งเป็นภาษา VHSIC (Very High Speed Integrated Circuits) กรมการวิจัยด้านภาษาในช่วงทศวรรษที่ 1980 มีการสร้างวงจรความเร็วสูงขึ้นมา ซึ่งได้รับการรับรองเป็นมาตรฐาน IEEE 1076 ในปี 1987
มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบวงจรสัญญาณผสมอนาล็อกและดิจิตอล
Verilog HDL
D. Warmke, C. -L ได้สร้างภาษาขึ้นมา ส่วน Huang, P. Goel และ P. Moorby ได้ทำการจำลองและสร้างเกตจำลองในปี 1984 สำหรับเครื่องจำลองลอจิก ในที่สุด Cadence เข้ารับช่วงโครงการในปี 1990 และได้รับมาตรฐาน IEEE 1364 ในปี 1995
ใช้เพื่อตรวจสอบและออกแบบวงจรดิจิทัล รวมถึงวงจรอนาล็อกหรือสัญญาณผสม
1.3 แผง FPGA
FPGA คือวงจรรวมที่มีไว้เพื่อทำงานเฉพาะ คุณสามารถซื้อ FPGA ที่เป็นผลิตภัณฑ์แบบสแตนด์อโลน หรือเลือกแผง FPGA ที่ใช้เพื่อการจำลองและการพัฒนาก็ได้
แผง FPGA จะช่วยให้งานของคุณง่ายและคุณไม่ต้องซื้ออุปกรณ์ต่อพ่วงเพิ่มเติมอีกด้วย แผงชุดพาเนลมีที่เก็บข้อมูลภายนอกบางรูปแบบและมาพร้อมกับ RAM และ ROM สำหรับการทำงาน คุณอาจพบสวิตช์ LED หัวต่อส่วนขยายพิน ฟลิปฟล็อป และพอร์ต I / O ที่จำเป็น
อาจเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าในการซื้อแผง FPGA แทนที่จะลงทุนในฮาร์ดแวร์แยกชิ้น
1.4 บทแนะนำ FPGA
จะเป็นการดีมากหากคุณเข้าใจการออกแบบลอจิกดิจิทัลและคุ้นเคยกับแนวคิด เช่น ลอจิกเกต และวงจรลอจิกตามลำดับและแบบผสม จากนั้นคุณสามารถเรียนรู้ภาษาการเขียนโปรแกรม Verilog หรือ VHDL เพื่อกำหนดค่า FPGA ของคุณ
หากต้องการความช่วยเหลือใดๆ คุณสามารถศึกษาได้จากวิดีโอออนไลน์จำนวนมากเพื่อรับคำแนะนำทีละขั้นตอน นอกจากนี้ยังมีคำแนะนำและบทช่วยสอนมากมายบนอินเทอร์เน็ต เพื่อเรียนรู้การเขียนโปรแกรม FPGA
ตอนนี้เราจะมาดูไมโครคอนโทรลเลอร์ในบทต่อไปของเรา
2、ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller)
ไมโครคอนโทรลเลอร์ก็เหมือนกับคอมพิวเตอร์ที่มี RAM, ROM, พอร์ต I / O และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ เพื่อให้สามารถทำงานบางอย่างได้ คุณสามารถค้นหาไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ เช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino และไมโครคอนโทรลเลอร์ Pic
ภาพที่ 2: FPGA Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC
Microchip Technology ได้ผลิตไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC โดยใช้ PIC1650 ที่พัฒนาโดย General Instrument เวอร์ชันก่อนหน้านี้ออกมาในปี 1976 และ บริษัทได้ขายชุดอุปกรณ์นี้ได้มากกว่าหนึ่งหมื่นสองพันล้านชุดภายในปี 2013
ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถตั้งโปรแกรมใหม่และใช้หน่วยความจำแฟลชสำหรับจัดเก็บ ไมโครคอนโทรลเลอร์มีหลายรุ่นด้วยกัน และรุ่นใหม่ ๆ ใช้ชิพที่ทรงพลังมาพร้อมคำแนะนำสำหรับการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล
คุณสามารถซื้อได้ในชุดพินต่างๆ ตั้งแต่ 6 พิน จนถึง 144 พินชิป นอกจากนี้ยังมีพอร์ตสื่อสาร USB พิน I / O และโมดูล ADC และ DAC คุณสามารถใช้ซอฟต์แวร์ที่บริษัทจัดหาให้เพื่อตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์
การเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์
ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถตั้งโปรแกรมได้โดยใช้ภาษาแอสเซมบลีที่หลากหลาย ปัจจุบันมีการใช้ภาษาโปรแกรมระดับสูงหลายภาษา เช่น JavaScript, Python และ C บางภาษาได้รับการออกแบบตามวัตถุประสงค์ในขณะที่ภาษาอื่น ๆ เป็นภาษาโปรแกรมทั่วไป เช่น ภาษา C
ภาษาที่ใช้งานทั่วไปอาจมีข้อจำกัดบางประการและยังมีคุณสมบัติเพื่อรองรับความสามารถเฉพาะของไมโครคอนโทรลเลอร์ ผู้ผลิตยังช่วยให้มีสภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมที่เหมาะสมสำหรับผู้ใช้เพื่อช่วยในการพัฒนาอีกด้วย
ในบทต่อไปเราจะมาดูความแตกต่างระหว่างไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์
3、ไมโครโปรเซสเซอร์ Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
หลายคนใช้ไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์แทนที่กันได้ แต่สองสิ่งนี้มีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง คุณอาจพบความคล้ายคลึงกันบางอย่างและทั้งสองได้รับการออกแบบมาเพื่อดำเนินกิจกรรมแบบเรียลไทม์
ไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่สามารถสร้างความแตกต่างได้จากการสำรวจด้วยตาเปล่า และทั้งสองคือประเภทของ IC คุณสามารถค้นหาเวอร์ชันต่างๆในตลาดได้ตั้งแต่ 6 พิน จนถึง 100 พิน ตามวัตถุประสงค์และคุณสมบัติที่ต้องการ
ภาพที่ 3:FPGA Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
3.1 ความแตกต่างระหว่างไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์
ไมโครโปรเซสเซอร์คือ IC ที่มาพร้อมกับคอมพิวเตอร์หรือซีพียูภายใน และติดตั้งพลังประมวลผล ตัวอย่าง ได้แก่ Pentium 3, 4, i5, core two duos และอื่น ๆ ที่พบในคอมพิวเตอร์
คุณจะไม่พบอุปกรณ์ต่อพ่วงเช่น RAM, ROM บนชิพ นักออกแบบจะจัดเตรียมอุปกรณ์ต่อพ่วงนอกชิปเพื่อให้ใช้งานได้จริง
ไมโครคอนโทรลเลอร์คือคอมพิวเตอร์ที่มี RAM, ROM, ตัวจับเวลา, พอร์ต I / O และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ ที่ฝังอยู่ พวกเขาเรียกอีกอย่างว่าคอมพิวเตอร์บนชิพตัวเดียวหรือมินิคอมพิวเตอร์ ด้วยเหตุนี้ในปัจจุบันจึงมีไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนมาก ที่มาพร้อมคุณสมบัติที่หลากหลายในเวอร์ชันต่างๆ
ไมโครโปรเซสเซอร์มีขนาดใหญ่มากเพราะมีอุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอก ในขณะที่ไมโครคอนโทรลเลอร์มีขนาดเล็กกว่า ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นหัวใจของระบบคอมพิวเตอร์ ส่วนไมโครคอนโทรลเลอร์ขับเคลื่อนระบบฝัง
ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานเฉพาะที่มีการกำหนดอินพุตและเอาต์พุต การประมวลผลบางอย่างดำเนินการตามลักษณะของการใช้งานและการสร้างงาน ความเฉพาะเจาจะจงของงานมีความต้องการใช้งานพอร์ต I / O, RAM, ROM น้อยลงอย่างมาก และสามารถสร้างขึ้นเพื่อรองรับชิพตัวเดียวได้
ข้อดีนั้นรวมถึงต้นทุนที่ลดลง และสามารถพบได้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น รีโมทคอนโทรล โทรศัพท์มือถือ คีย์บอร์ด แฟลชไดรฟ์ กล้องดิจิทัล เป็นต้น
คุณไม่ได้ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับงานบางอย่างเท่านั้น แต่สำหรับงานหลายด้านเลย เช่น การพัฒนาเกม ซอฟต์แวร์ เว็บไซต์ และการตัดต่อวิดีโอ ซึ่งในกรณีนี้ไม่ได้มีการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอินพุตและเอาต์พุต
ไมโครโปรเซสเซอร์มีไว้เพื่อรองรับงานที่ซับซ้อน และมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์มาก ไมโครโปรเซสเซอร์สมัยใหม่สามารถไปได้ไกลกว่า 1 GHz ในขณะที่ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถจัดการได้สูงสุด 30 ถึง 50 MHz
ความแตกต่างอีกประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับต้นทุน คือคุณสามารถซื้อไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ในราคาที่ถูกกว่าไมโครโปรเซสเซอร์อย่างมาก อย่างไรก็ตามการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์แทนไมโครโปรเซสเซอร์นั้นไม่เหมาะสมเลย ในขณะที่การใช้ไมโครโปรเซสเซอร์แทนไมโครคอนโทรลเลอร์ทำให้การใช้งานมีค่าใช้จ่ายสูง
ค่าใช้จ่ายยังน้อยกว่าเนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์ติดตั้งโดยใช้เทคโนโลยี CMOS ส่วนไมโครโปรเซสเซอร์ต้องการส่วนประกอบภายนอกหลายตัวในการทำงานและทำให้มีราคาแพงในที่สุด
ไมโครคอนโทรลเลอร์มีระบบประหยัดพลังงาน ในขณะที่ไมโครโปรเซสเซอร์ไม่มีคุณสมบัติดังกล่าว และไมโครโปรเซสเซอร์ยังใช้พลังงานน้อยกว่าเมื่อเทียบกับไมโครโปรเซสเซอร์ เนื่องจากไม่ต้องการการสนับสนุนจากส่วนประกอบภายนอก
สถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ดมีการใช้การออกแบบไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีหน่วยความจำข้อมูลและการเขียนโปรแกรมเฉพาะ ไมโครโปรเซสเซอร์ได้รับการออกแบบด้วยสถาปัตยกรรมฟอนนอยมันน์ (von Neumann architecture) โดยที่หน่วยความจำจะถูกถ่ายโอนไปยังโมดูลหน่วยความจำเทียบเท่า
ไมโครโปรเซสเซอร์ไม่จำเป็นต้องมีการลงทะเบียนมากเท่าไมโครคอนโทรลเลอร์ ในอดีตมีการดำเนินการที่ใช้หน่วยความจำและรุ่นหลังมีการพัฒนาให้โปรแกรมสามารถเขียนได้ง่ายขึ้น
เราได้กล่าวถึงความแตกต่างระหว่างไมโครโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์แล้ว และคุณก็ควรเข้าใจทั้งสองอย่างชัดเจนในตอนนี้ ต่อไปนี้เราจะสำรวจดูความแตกต่างระหว่าง FPGA และไมโครคอนโทรลเลอร์กัน
4、FPGA Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
ไมโครคอนโทรลเลอร์และ FPGA คือเครื่องมือที่สำคัญที่สุดสองอย่างที่มือสมัครเล่นและวิศวกรไฟฟ้าใช้ ซึ่งจำเป็นต้องผ่านการพิจารณาเกี่ยวกับ FPGA กับไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้
อย่างไรก็ตามก่อนอื่นเราจะมาดูความคล้ายคลึงกันด้วย! ส่วนประกอบทั้งสองอย่างนี้มีขึ้นเพื่อตรวจสอบค่าเอาต์พุต และผลกระทบตามค่าเอาต์พุตในความหมายที่กว้างขึ้น คุณสามารถสร้างสถาปัตยกรรมไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้ FPGA แต่ไม่สามารถย้อนกลับได้
ภาพที่ 4: FPGA Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
4.1 ความแตกต่างระหว่าง FPGA และไมโครคอนโทรลเลอร์
อุปกรณ์คอมพิวเตอร์เกือบทุกชนิดมาพร้อมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ในตัว สำหรับการทำงานและการโต้ตอบ คุณสามารถเปรียบเทียบโครงสร้างของไมโครคอนโทรลเลอร์กับคอมพิวเตอร์ซึ่งมีอุปกรณ์ต่อพ่วงที่จำเป็นทั้งหมด เช่น หน่วยความจำ พอร์ตอินพุต-เอาต์พุต และนาฬิกาจับเวลา ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมให้ทำงานง่าย ๆ ในนามของฮาร์ดแวร์อื่น ๆ
FPGA เป็นวงจรรวมที่มาพร้อมกับลอจิกเกตนับล้าน และสามารถทำขึ้นเพื่อให้สามารถทำงานต่างๆได้โดยการตั้งโปรแกรมลอจิกเกต FPGA ต้องการอุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอก เช่น RAM และ ROM สำหรับการใช้งานของมันเอง
ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้โปรแกรมซอฟต์แวร์เพื่อดำเนินการคำสั่งต่อเนื่องกัน เช่น C, C ++ การเชื่อมต่อการเขียนโปรแกรมของ FPGA อยู่บนวงจรลอจิก และใช้โซลูชันการเขียนโปรแกรม เช่น VHDL และ Verilog
พลังการประมวลผลของไมโครคอนโทรลเลอร์มีเวลาจำกัด และขึ้นอยู่กับพลังการหมุนเวียนของโปรเซสเซอร์ เนื่องจาก FPGA มีพื้นที่จำกัดคุณจึงต้องสร้างวงจรลอจิกเพิ่มเติม เพื่อให้ได้มาตราส่วนที่คุณต้องการในการเข้ารหัส
FPGA มีความหลากหลายและยืดหยุ่นมากขึ้นโดยธรรมชาติของมัน ซึ่งมันคือ ‘โปรแกรมภาคสนาม’ – คุณสามารถตั้งโปรแกรม FPGA ใหม่เพื่อทำงานลอจิกใด ๆ ที่สามารถรองรับได้ภายในลอจิกเกตที่มีอยู่ ลอจิกเกตสามารถเดินสายซ้ำได้หลายครั้งตามที่ต้องการ เพื่อเปลี่ยนโปรแกรมและสามารถทำงานอื่นๆได้
ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถทำงานได้อย่างจำกัด เนื่องจากมาพร้อมกับคำแนะนำและวงจรของมัน โปรแกรมเมอร์ต้องปฏิบัติตามข้อจำกัดในขณะที่พัฒนารหัสไปด้วย
ทั้งสองอย่างยังแตกต่างกันในส่วนวิธีการที่ใช้ในการประมวลผลคำแนะนำ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะอ่านแต่ละบรรทัดของโปรแกรมตามลำดับ นั่นหมายความว่าคำสั่งจะถูกประมวลผลตามลำดับด้วย ส่วน FPGA สามารถประมวลผลคำสั่งพร้อมกัน และสามารถเรียกใช้รหัสจำนวนมากในช่วงเวลาที่กำหนด นอกจากนี้ยังมีสายไฟเช่นเดียวกับวงจรไฟฟ้า เพื่อให้คุณได้วงจรขนานที่เหมาะสม
อย่างไรก็ตามในไมโครคอนโทรลเลอร์ ส่วนของโปรเซสเซอร์จะสลับจากรหัสหนึ่งไปยังอีกรหัสหนึ่งเพื่อให้ได้ระดับขนานกัน คุณจะพบว่าการเขียนรหัสต่อไปนี้บนไมโครคอนโทรลเลอร์ทำได้ง่ายกว่า FPGA
ความสามารถในการประมวลผลแบบขนานของ FPGA ช่วยให้คุณสามารถควบคุมการหยุดชะงักได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ทฤษฎี Finite State Machines (FSMs) ในกรณีของไมโครคอนโทรลเลอร์คุณต้องคำนึงถึงเวลาที่ ISR ใช้ เพื่อแก้ไขปัญหาการหยุดชะงัก
คุณสามารถสร้าง FPGA ใหม่ได้อย่างง่ายดายเพียงแค่ตั้งโปรแกรมใหม่ การกำหนดค่าใน FPGA ถูกโหลดบนเซลล์ลอจิกที่กำหนดค่าได้เมื่อเปิดเครื่อง คุณไม่จำเป็นต้องทำการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในฮาร์ดแวร์เพื่อตั้งโปรแกรม FPGA ใหม่เลย
ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถรันโปรแกรมและทำงานทั่วไปได้ หากคุณต้องการเปลี่ยนชุดคำสั่งของแผง คุณจะต้องแก้ไขเค้าโครงของ IC ซิลิกอน
FPGA เหมาะสำหรับการประมวลผลข้อมูลแบบขนานความเร็วสูง และมาพร้อมกับความสามารถในการปรับแต่งในระดับสูง อย่างไรก็ตามก็ยังมีข้อเสียในเรื่องการทำงานของต้นแบบและความซับซ้อนในการกำหนดค่า
ในการสร้างฟังก์ชัน FPGA นั้นต้องใช้เวลา เนื่องจากคุณต้องรวบรวมรหัสทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้น จากนั้นจึงแปลงเป็นภาษาเครื่อง สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์คุณสามารถค้นหาแพ็คเกจสำเร็จรูปเพื่อทำงานเฉพาะได้เลย และปรับแต่งให้เหมาะสมกับความต้องการของคุณ
ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้งานและกำหนดค่าได้ง่าย และสามารถจัดการกับข้อมูลลำดับความเร็วสูงได้ อย่างไรก็ตามมันขาดคุณสมบัติบางอย่างของ FPGA ไมโครคอนโทรลเลอร์มีความยืดหยุ่นมากกว่าในการเขียนโปรแกรม แต่ไม่สามารถปรับแต่งได้อย่างแม่นยำผ่านฮาร์ดแวร์
คุณจะต้องเผชิญกับเส้นโค้งการเรียนรู้ที่สูงชันขึ้น เมื่อต้องจัดการกับการเขียนโปรแกรม FPGA คุณสามารถปรับใช้วิธีการลองผิดลองถูก และทดสอบการพัฒนาของคุณโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้
เมื่อต้องทำงานกับความแตกต่างระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และ FPGA คุณต้องคำนึงถึงการใช้พลังงานด้วย ซึ่งเราจะกล่าวถึงหัวข้อนี้ในบทต่อไป
5、การใช้พลังงานของ FPGA Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
FPGA เป็นที่ทราบกันดีว่าใช้พลังงานมากกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยเหตุผลหลายประการ อาจสร้างความท้าทายให้กับวิศวกรที่ต้องการสร้างระบบไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ ซึ่ง FPGA สามารถข้ามข้อจำกัดด้านพลังงานของระบบฝังตัวได้ แต่อาจไม่เหมาะกับทุกวัตถุประสงค์
FPGA ถูกใช้สำหรับการจำลองและการสร้างต้นแบบ แต่ไม่มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับส่วนประกอบอื่น ๆ เช่น ASIC คุณสามารถตั้งโปรแกรม FPGA ใหม่ได้ แต่จะมาพร้อมกับข้อเสียเปรียบด้านความไม่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากการใช้ลอจิกที่ลดต่ำลงตามข้อจำกัดของสถานที่และเส้นทาง
นอกจากนี้ยังใช้พลังงานสูงเนื่องจากทรานซิสเตอร์ที่ไม่ได้ใช้งาน ต้นไม้นาฬิกาที่ไม่มีประสิทธิภาพและเส้นทางสัญญาณที่ขยายออกไปยังเป็นการเพิ่มการใช้พลังงานอีกด้วย
FPGA เหมาะสำหรับงานความเร็วสูงนอกเหนือความสามารถของไมโครคอนโทรลเลอร์ ด้วยเหตุนี้ FPGA จึงไม่เหมาะสำหรับการใช้พลังงาน ไมโครคอนโทรลเลอร์มีความเร็วในการประมวลผลเพียงไม่กี่ MHz และใช้พลังงานน้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับ FPGA
นอกจากนี้คุณยังสามารถค้นหาโหมดพักหรือโหมดประหยัดพลังงานในไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำให้เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนในหลาย ๆ กรณี บางตัวมีกระแสหลับน้อยกว่า 1 µA และสามารถทำงานได้ไม่กี่ µA ในช่วงอัตรานาฬิกาช้า
คุณจะไม่สามารถหา FPGA ที่มีความต้องการพลังงานต่ำเช่นนี้ในตลาดได้ นั่นคือเหตุผลที่ระบบ FPGA จำนวนมากใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์บนแผง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ภาพที่ 5: FPGA Vs. ไมโครคอนโทรลเลอร์
6、บทสรุป
เราสามารถช่วยคุณในการซื้อวงจรรวมและผลิตแผงตามข้อกำหนด และตามความต้องการของคุณได้
หากมีคำถามใดๆ เพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิต PCB และการประกอบ โปรดติดต่อเรา เรายินดีที่จะให้ความช่วยเหลือคุณเสมอ
