FPGA 대 마이크로컨트롤러: 귀하의 요구에 적합한 것은 무엇입니까?

개요

장치 및 제품에 적합한 임베디드 회로를 선택하는 것은 압도적일 수 있습니다. 따라서 PCBTok은 이에 대한 필요한 정보를 제공합니다.

FPGA와 마이크로컨트롤러는 소형 컴퓨터라고 불리며 이름의 주요 차이점이 있습니다. FPGA의 하드웨어는 프로그래밍이 가능하고 마이크로컨트롤러는 사용자 정의가 가능합니다.

서비스와 관련하여 FPGA는 한 줄의 코드만 처리할 수 있는 마이크로컨트롤러와 달리 동시 명령을 동시에 해석할 수 있습니다. FPGA의 특성과 기능으로 인해 FPGA가 마이크로컨트롤러보다 잠재적으로 더 비싸다는 것이 분명합니다.

그럼에도 불구하고 하나를 선택하는 것이 장치의 목적과 일치해야 하기 때문에 다를 수 있습니다. 따라서 이 기사에서 이에 대한 추가 정보를 제공하고자 합니다. 계속 읽으세요!

FPGA 대 마이크로컨트롤러 소개

마이크로 컨트롤러 란 무엇입니까?

말한 것과 유사하게 마이크로컨트롤러는 거의 모든 측면에서 일반적인 시스템과 유사한 다양한 소형 프로세서입니다. 그러나 한 가지 차이점이 있다면 수천 개의 프로그램을 제공하는 기존 컴퓨터에 비해 하나의 전용 프로그램만 실행할 수 있다는 것입니다.

중앙 처리 장치, RAM 및 입출력 장치로 구성됩니다. 따라서 현재 노트북과 시스템 장치에 배치된 일반적인 컴퓨터의 축소판이라고 합니다.

전반적으로 목표는 하나뿐입니다. 프로그램에 따라 자동으로 반복적으로 작업을 수행합니다. 셀 수 없이 많은 가전제품에서 찾아볼 수 있으며, 산업 응용 프로그램, 의료 산업 및 기타 다수. 그 힘은 밀리 암페어입니다.

응용 프로그램의 예로 키보드, 모니터, 프린터 및 스캐너, 전화, 교통 신호등, 이식형 의료 기기 등 하나의 기능만 있는 기타. 오늘날 세계의 다양한 장치에서 마이크로컨트롤러를 발견할 수 있으며 그 비용은 장치의 제품 유형 및 용도에 따라 다를 수 있습니다.

마이크로 컨트롤러 란 무엇입니까?

FPGA(Field Programmable Grid Array)란 무엇입니까?

Field Programmable Grid Array는 사전 프로그래밍된 설계이므로 마이크로컨트롤러보다 조금 더 복잡하고 미묘할 수 있습니다. 그러나 사용자가 생산 후 변경 가능한 소프트웨어 및 구성 가능한 하드웨어를 찾는다면 이것이 적절한 선택입니다.

FPGA는 원하는 기능과 애플리케이션에 따라 이 소형 컴퓨터의 프로토타입을 만들 수 있기 때문에 엔지니어들 사이에서 인기가 있습니다. 또한 하드웨어를 쉽게 변경할 수 있기 때문에 이러한 회로를 선호합니다.

예를 들어, 한 사용자가 효율적인 출력을 위해 장치의 속도를 업그레이드할 계획이라면 이러한 변경을 수행하기 위해 완전히 새로운 하드웨어 없이도 장치를 쉽게 다시 프로그래밍할 수 있습니다. 따라서 다양한 응용 분야에서 유용합니다. 그러나 MCU보다 비용이 더 많이 들 수 있습니다.

FPGA(Field Programmable Grid Array)란 무엇입니까?

FPGA와 마이크로컨트롤러의 차이점

FPGA에는 설치된 하드웨어가 없지만 마이크로컨트롤러에는 하드웨어가 있습니다. FPGA의 주요 목표는 사용자가 기능 업그레이드를 위해 하드웨어를 쉽게 구성할 수 있도록 하는 것이므로 이러한 방식으로 설계되었습니다.

사용자가 FPGA를 동시에 구성하는 방법이 궁금하다면 HDL 프로그래밍 언어를 사용하는 것과 관련됩니다. 이 경우 사용자가 원하는 용도와 용도에 따라 이 작은 컴퓨터의 용도를 쉽게 변경할 수 있습니다.

마이크로컨트롤러는 미리 정의된 하드웨어 구조를 가지고 있기 때문에 FPGA와 반대되는 반면 사용자는 소프트웨어를 통해 이 임베디드 회로를 프로그래밍하여 지정된 기능을 지정할 수 있습니다. 또한 CPU, 메모리, 주변 장치 및 전선이 부착되어 있습니다. 따라서 FPGA보다 훨씬 저렴할 수 있습니다.

FPGA와 마이크로컨트롤러의 차이점

마이크로컨트롤러 프로그래밍

마이크로컨트롤러 프로그래밍은 간단하기 때문에 복잡한 단계가 필요하지 않습니다. 어셈블리 언어를 통해 프로그래밍됩니다. 그러나 원하는 목적과 설계자에 따라 여전히 고급 프로그래밍 언어를 사용할 수 있습니다. 그것에 속하는 일부 언어는 JavaScript, Python 및 C입니다.

이 분야의 전문가로서 우리는 단순히 단계를 만들었습니다. 다음은 단계입니다.

• 먼저 프로그램 코드를 작성해야 합니다. 선호하는 언어에 따라 만들 수 있습니다. 그러나 일반적으로 C 언어로 작성됩니다.
• 둘째, 작성된 코드를 컴파일 프로그램을 통해 최대한 효율적으로 정리한다.
• 마지막 단계로 컴파일된 프로그램 코드를 마이크로컨트롤러에 설치하기만 하면 됩니다. 그러면 절차가 완료됩니다. 이미 임베디드 회로를 사용할 수 있습니다.

전반적으로 코딩에 대한 배경 지식이 있는 소비자에게는 프로세스가 간단합니다. 그러나 코딩을 하지 않거나 할 수 없는 사람이라면 전문가에게 문의하는 것이 좋습니다.

마이크로컨트롤러의 장단점

장치에 마이크로컨트롤러를 고려하는 사람 중 하나라면 선택을 더욱 확고히 하기 위해 마이크로컨트롤러의 장단점을 알아야 합니다. 우리는 업계에서 광범위한 경험을 가지고 있기 때문에 소비자에게 이 임베디드 회로의 장단점을 장치에 제공할 수 있습니다.

장점

• 프로그래밍 절차는 비교적 간단합니다.
• 까다로운 하드웨어 사양에 매우 적합합니다.
• FPGA와 달리 기능이 제한되어 있으므로 비용 효율적입니다.

단점

• 언급한 바와 같이 제한된 사양으로 인해 제한된 기능만 수행할 수 있습니다. 사전 프로그래밍된 목적만 달성할 수 있으며 한 번에 여러 프로그램을 로드할 수 없습니다.
• 첫 번째 단점에 대해서는 한 번에 하나의 명령만 처리할 수 있기 때문에 순차적 처리를 예상하므로 시간이 걸립니다. 따라서 시간이 많이 걸리는 접근 방식으로 이어집니다.
• 일반적으로 하드웨어가 제한되어 있습니다. 설치된 프로그램만 처리할 수 있습니다.

FPGA 프로그래밍

마이크로컨트롤러와 달리 FPGA 개발은 다른 기술이 필요하고 제안된 시스템 아키텍처를 엄격하게 준수하기 때문에 어려울 수 있습니다. 일부 소프트웨어에는 Xilinx, Intel Quartus, 심지어 VHDL 또는 Verilog 확인 목적으로.

이 분야의 전문가로서 우리는 이해할 수 있는 조치를 취했습니다. 다음은 FPGA 프로그래밍의 세부 단계입니다.

• 먼저 Verilog/VHDL 코드를 작성해야 합니다.
• 이제 동일한 시스템 내에서 하위 시스템을 개발하십시오.
• 그런 다음 핀 할당을 정상적으로 수행해야 합니다.
• 넷째, SDC 파일을 생성해야 합니다.
• 다섯째, 모든 넷리스트는 바이너리 형태로 변환되어야 한다.
• 여섯째, 면적과 경로입니다.
• 일곱째, 컴파일 프로그램을 통해 코드를 정리하여 비트파일로 생성한다.
• 그런 다음 컴파일된 비트 파일 코드를 FPGA에 설치하고 프로그래밍합니다.
• 궁극적으로 데이터를 평가한 후 용도를 변경하십시오.

마이크로컨트롤러와 마찬가지로 코딩에 대한 배경 지식이 없는 경우 업계에 대한 광범위한 지식을 갖춘 전담 전문가에게 문의하는 것이 좋습니다. 그러나 일부 제조업체는 이미 이러한 작업을 수행할 예비 전문가를 보유하고 있습니다.

FPGA의 장단점

FPGA의 장단점을 평가하면 제품에 FPGA를 사용하기 위한 최선의 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리는 상당한 산업 지식 덕분에 고객에게 이 집적 회로의 장점과 단점을 알려줄 수 있습니다.

장점

• 마이크로컨트롤러에 비해 주요 장점은 프로그래밍이 가능하다는 것입니다. 따라서 FPGA 전용 펌웨어를 통해 언제든지 장치의 목적과 기능을 변경하고 구성할 수 있습니다.
• 마이크로컨트롤러와 비교할 때 미리 정의된 명령어 세트가 없습니다. 따라서 소비자가 프로그래밍할 수 있습니다.
• 직렬 처리에 속하는 마이크로컨트롤러와 달리 병렬 처리에 의존하기 때문에 동시 명령을 처리할 수 있어 속도가 더 느립니다. 또한 종종 FSM이라고 하는 Finite State Machines라는 효과적인 외란 관리 시스템이 있습니다.
• 이를 통해 사용자는 FPGA에 적용할 수 있는 다양한 방법을 시도할 수 있으므로 이 임베디드 회로를 사용하면서 소비자에게 학습 단계를 촉진할 수 있습니다.

단점

• 프로그래밍 과정에서 볼 수 있듯이 FPGA는 복잡할 수 있습니다. 모든 코드는 무에서 수행되므로 기계어로 변환하십시오.
• 마이크로컨트롤러와 달리 무수한 기능, 특히 동시 처리 기능이 있기 때문에 엄청난 전력을 소비합니다.
• 비용면에서 그 기능으로 인해 비용이 많이들 수 있습니다.
• 내부 오실레이터는 미리 제공하지 않기 때문에 외부에서 소싱됩니다.

마이크로컨트롤러 또는 FPGA 중 어느 것이 더 낫습니까?

일반적으로 마이크로컨트롤러와 FPGA보다 더 나은 옵션은 없습니다. 소비자는 장치에 더 잘 내장된 회로를 선택할 때 원하는 결과와 목적을 고려해야 합니다. 따라서 애플리케이션에 따라 어떤 옵션이 다른 옵션보다 훨씬 나은지는 소비자에게 달려 있습니다.

그럼에도 불구하고 장치에 어떤 소형 컴퓨터를 사용할지 결정하는 데 도움을 드릴 것입니다. 일상적인 회로에 마이크로컨트롤러를 배포할 계획이라면 마이크로컨트롤러를 사용하는 것이 좋습니다. 한편, 상당한 처리 작업 속도와 동기 작업이 필요한 상황에서는 FPGA를 선택할 것을 제안합니다. 예를 들어 FPGA는 HD 비디오를 실행하는 데 적용됩니다. 마이크로컨트롤러를 사용하면 성능이 좋지 않을 수 있습니다.

이제 쉽게 설계 및 디버깅할 수 있고 비용 효율적인 간단한 프로그래밍 가능 임베디드 회로를 찾고 있다면 마이크로컨트롤러를 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 단점이 있으며 하드웨어를 다시 프로그래밍할 수 없기 때문에 FPGA에 비해 다재다능하지 않습니다. 마이크로컨트롤러의 수정 기능에도 비슷한 제한이 적용됩니다.

이미지 처리 및 인공 지능이 필요한 애플리케이션의 경우 제품의 품질과 성능을 손상시키지 않고 여러 작업을 허용하고 동시에 실행할 수 있는 병렬 처리 기술을 활용하는 FPGA(Field-Programmable Grid Array)를 선택하는 것이 좋습니다. 그러나 이러한 시나리오에서 마이크로컨트롤러를 선택하면 순차 기술만 처리할 수 있기 때문에 혼란스러울 수 있습니다. 따라서 FPGA보다 느리고 강력하지 않습니다.

전반적으로 장치에 별도로 배포되는 것으로 인식됩니다. 그러나 이러한 소형 컴퓨터를 하나의 장치에 사용하는 것은 목적과 용도에 따라 가능합니다. 복잡한 제어 실행이 필요한 장치의 시나리오에서는 마이크로컨트롤러를 통합할 수 있습니다. 또한 집중적인 활동과 향상된 처리 속도가 필요한 경우 기술에 FPGA가 포함될 수 있습니다. 이러한 경우 장치와 전체 성능 및 응용 프로그램에 추가적인 이점, 견고성, 신뢰성 및 고급 기능을 제공할 수 있습니다.

마이크로컨트롤러 또는 FPGA 중 어느 것이 더 낫습니까?

맺음말

결론적으로 장치에 통합할 적절한 내장형 회로 기판을 선택하는 데 있어 다양한 고려 사항이 있습니다. 또한 마이크로컨트롤러와 FPGA 중에서 선택하는 것이 어려울 수 있습니다. 그러나 우리는 우리가 큰 도움이 되기를 바랍니다.

PCB톡 이 블로그 기사를 통해 의사 결정이 단순해 졌음을 믿고 희망합니다. 그러나 아직 혼란스러운 점이 있다면 연중무휴 24시간 도움을 드릴 수 있습니다. 우리는 업계에서 십이(7)년 이상의 경험을 가지고 있습니다. 따라서 이 산업과 관련하여 발생할 수 있는 모든 문제에 대해 우리에게 의지할 수 있습니다.

당신은 무엇을 기다리고 있습니까? 메시지를 보내주시면 필요한 정보를 기꺼이 제공해 드리겠습니다.