Dengan populariti mikrokontroler yang semakin meningkat, jurutera menggunakan mikrokontroler lebih banyak daripada FPGA. The Pengawal Mikro telah menjadi dominan lebih FPGA kerana kos murah mereka, sokongan yang baik, ketersediaan mudah, masyarakat besar, serba boleh, pengaturcaraan dan lain-lain Tetapi selain daripada mikropemproses yang mempunyai beberapa batasan-batasan seperti arahan yang dinyatakan, pelaksanaan urutan program (pemprosesan berjujukan), kekurangan fleksibiliti dan kebolehgunaan semula dan lain-lain. Walau bagaimanapun, FPGA dapat mengatasi batasan ini kerana FPGA mempunyai pelaksanaan program yang selari dan fleksibel & boleh digunakan semula bermaksud ia dapat diprogram berulang-ulang untuk tugas yang berbeza.
Apa itu FPGA dan Bagaimana ia berbeza dengan Mikrokontroler
A Field-Programmable Gate Array adalah litar cip silikon bersepadu yang mempunyai pelbagai get logik dan mudah ini boleh diprogramkan dalam bidang iaitu, pengguna boleh menulis ganti konfigurasi sedia ada dengan konfigurasi baru ditakrifkan dan boleh membuat litar digital mereka sendiri di atas padang. FPGA boleh dianggap sebagai batu tulis kosong. FPGA tidak melakukan apa-apa dengan sendirinya sedangkan terserah kepada pereka untuk membuat fail konfigurasi yang sering disebut fail bit untuk FPGA. FPGA akan berkelakuan seperti litar digital setelah dimuatkan dengan fail bit.
Sedangkan pada mikrokontroler, ini tidak berlaku kerana mikrokontroler tidak dapat diprogramkan atau disusun ulang di lapangan. Pengguna tidak dibenarkan menimpa konfigurasi yang ada dan mereka juga tidak boleh membuat litar digital di lapangan. Pengawal mikro mudah diprogramkan dan komuniti juga luas. Mikrokontroler adalah komputer mini yang dibuat khas yang datang dalam bentuk IC sementara FPGA hanya mengandungi blok logik yang dapat disambungkan semula secara elektrik. Juga dari segi mikrokontroler, ia menggunakan kuasa yang lebih sedikit daripada FPGA. FPGA diketahui mahal dan memerlukan lebih banyak kos daripada mikrokontroler ketika membuat peranti apa pun. FPGA memerlukan lebih banyak masa untuk disiapkan sementara mikrokontroler tersedia siap dibina untuk aplikasi tertentu.
Senibina FPGA
FPGA mempunyai struktur sel logik biasa atau modul dan pautan yang berada di bawah kawalan penuh pemaju dan pereka. FPGA dibina dengan terutamanya tiga blok utama seperti Configable Logic Block (CLB), I / O Blocks or Pads dan Switch Matrix / Interconnection Wires. Setiap blok akan dibincangkan secara ringkas di bawah.
- CLB (Blockic Logic Block): Ini adalah sel asas FPGA. Ia terdiri daripada satu penjana fungsi 8-bit, dua penjana fungsi 16-bit, dua register (flip-flop atau kait), dan kawalan perutean yang dapat diprogram (multiplexer). CLB diterapkan untuk melaksanakan fungsi dan makro yang dirancang lain. Setiap CLB memiliki input di setiap sisi yang membuatnya lentur untuk pemetaan dan pembahagian logik.
- Pad / Blok I / O: Pad Input / Output digunakan untuk periferal luar untuk mengakses fungsi FPGA dan menggunakan pad I / O, ia juga dapat berkomunikasi dengan FPGA untuk aplikasi yang berbeza menggunakan periferal yang berbeza.
- Switch Matrix / Interconnection Wires: Switch Matrix digunakan dalam FPGA untuk menghubungkan wayar interkoneksi panjang dan pendek bersama-sama dalam kombinasi fleksibel. Ia juga mengandungi transistor untuk menghidupkan / mematikan sambungan antara talian yang berbeza.
Apabila FPGA diperlukan
Seperti yang disebutkan di atas bahawa mikrokontroler memiliki beberapa batasan dan tidak dapat digunakan untuk melakukan tugas secara selari seperti mikrokontroler dan mikropemproses berjalan pada pelaksanaan berurutan program yang membuatnya sedikit lambat dalam beberapa aplikasi, dalam senario ini FPGA memiliki kelebihan dan dapat digunakan secara efektif. Mikrokontroler juga dapat menjalankan tugas yang terhad kerana disertakan dengan arahan dan litar mereka. Pengaturcara harus mematuhi sekatan semasa mengembangkan kod. Jadi dalam senario ini juga, FPGA mempunyai kelebihan.
Walau bagaimanapun, dalam kes mikrokontroler, pemproses beralih dari satu kod ke kod yang lain untuk mencapai tahap paralelisme. Anda akan lebih mudah menulis kod pada pengawal mikro daripada FPGA. The keupayaan pemprosesan selari FPGAs membolehkan anda untuk mengawal gangguan berkesan dengan menggunakan terhingga Negeri Machines (FSMS).
Dalam kes mikrokontroler, anda harus mengambil kira masa yang diambil oleh ISR untuk menyelesaikan gangguan. Anda boleh menyusun semula FPGA dengan mudah hanya dengan memprogramkannya semula. Konfigurasi dalam FPGA dimuat pada sel logik yang dapat dikonfigurasi ketika kuasa dihidupkan.
Anda tidak perlu membuat perubahan pada perkakasan untuk memprogram ulang FPGA. FPGA sesuai untuk pemprosesan data selari berkelajuan tinggi dan dilengkapi dengan tahap penyesuaian yang tinggi. Namun, mereka juga mempunyai kelemahan operasi prototaip dan kerumitan konfigurasi. Oleh itu, FPGA boleh dipilih dengan kelebihan ini berbanding pengawal mikro. Mari mulakan pengaturcaraan FPGA dan tekankan