FPGA与单片机的区别

FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它的出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。单片机是把中央处理器、存储器、定时/计数器(Timer/)、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。既然都同属编程类的电子元件，那么这两者有什么区别呢?下面一起来看看吧：

1.结构区别

单片机是一种微处理器，类似于电脑CPU的，它一般采用的是哈佛总线结构，或者冯诺依曼结构，对单片机的编程很大程度上要考虑到它的结构和各个寄存器的作用，单片机用途比较广，一般用在控制流水线上。

图1 哈佛总线结构

FPGA它的结构是查找表结构，其程序不用去太考虑芯片的结构，要注意的是时序上问题，它的结构比较复杂，功能也很强大，一般应用在通信领域等比较高端的场合，目前在FPGA还算是一个新兴的行业。

图2 FPGA结构

简单来说，单片机是一个微控制器，通过加载模块软件来实现某种功能，是成型的芯片;而FPGA是用来设计芯片的芯片。

2.本质区别

FPGA和单片机的区别，本质上是软件和硬件的区别，FPGA更偏向于硬件电路，而单片机更偏于软件。

单片机设计属软件范畴;它的硬件(单片机芯片)是固定的，通过软件编程语言描述软件指令在硬件芯片上的执行;

FPGA设计属硬件范畴，它的硬件(FPGA)是可编程的，是一个通过硬件描述语言在FPGA芯片上自定义集成电路的过程;

3.速度区别

FPGA由于是硬件电路，内部是并行的，所有的电路逻辑都是在同一个时钟触发下工作的，运行速度直接取决于晶振速度，系统稳定。

图3 FPGA内部并行图

单片机属于单线程，内部属于顺序执行，一个执行完了再执行下一个，哪怕是常用的M3系列流水线也是单线程执行，程序语句也需要等待单片机周期才能执行，所以速度比较慢。

图4 单片机单线程图

4.应用区别

FPGA主要是用于VLSI(超大规模集成电路)设计的，主要是数字系统，是一些逻辑电路的模块，通过可编程的布线网络来连接这些逻辑模块(可对硬件进行排列组合)，从而实现不同的逻辑功能。

单片机是一个微型的计算机，它的硬件电路是不能动的，主要是通过软件来描述指令在硬件电路上的执行步骤，从而实现功能。主要应用在处理事件上，比如外部有个中断信号，MCU检测到后，软件就指挥硬件进行某种处理。

5.入门难易程度

单片机比FPGA简单些，价格也低一些。要做PID算法控制的用单片机可以，系列已经到300M+跑PID完全足够，如果是跑嵌入式的话可以上ARM芯片。涉及通信、图像等高速部分可以采用单FPGA模块。

以上就是FPGA与单片机的区别介绍了。FPGA和单片机开发都是属于数字电路设计设计的范畴，其中的编程也差不多，虽然两者有并行执行和穿行执行的区别，但是两个器件执行的功能都是属于逻辑功能一类。相对来说FPGA设计要复杂一些，对于底层硬件知识的掌握要求也要高一些。

关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

注明：本内容来源网络，不用于商业使用，禁止转载，如有侵权，请来信到邮箱：429562386ⓐqq.com 或联系本站客服处理，感谢配合！