<\/strong><\/h3>\n\n\n\nI microprocessori costituiscono circuiti integrati dotati di un computer o una CPU all’interno e di potenza di elaborazione. Esempi di microprocessori possono essere Pentium 3, 4, i5, core two duos e altri che puoi trovare nei computer.<\/p>\n\n\n\n
Non ti imbatterai in periferiche come RAM, ROM sul chip, poich\u00e9 vengono fornite dal chip dal progettista per ottenere funzionalit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n
Il microcontrollore stesso \u00e8 un computer con RAM, ROM, timer, porte I \/ O e altre periferiche incorporate. Per questo motivo sono anche noti come computer su un singolo chip o mini-computer. Oggi sono disponibili diverse versioni di microcontrollori con una variet\u00e0 di funzioni diverse.<\/p>\n\n\n\n
I microprocessori sono ingombranti a causa delle periferiche esterne, mentre i microcontrollori sono pi\u00f9 piccoli. costituiscono il cuore di un sistema informatico mentre i microcontrollori scortano i sistemi integrati.<\/p>\n\n\n\n
I microcontrollori sono concepiti per portare a termine compiti specifici in cui sono stati stabiliti determinati input e output. Alcune elaborazioni vengono eseguite in base alla natura dell’applicazione e da l\u00ec generato il lavoro. La specificit\u00e0 delle attivit\u00e0 richiede un utilizzo notevolmente inferiore di porte I \/ O, RAM, ROM e pu\u00f2 essere adattata a un singolo chip.<\/p>\n\n\n\n
I benefici principali includono costi ridotti e possono essere riscontrati in dispositivi come telecomandi, cellulari, tastiere, pen drive, fotocamere digitali, ecc.<\/p>\n\n\n\n
I microprocessori non vengono impiegati in attivit\u00e0 specifiche ma in attivit\u00e0 multiforme quali ad esempio lo sviluppo di giochi, software, siti Web e editing video. In questo caso, difatti, la relazione tra input e output non \u00e8 definita.<\/p>\n\n\n\n
I microprocessori sono concepiti per dirigere attivit\u00e0 articolate e raggiungere velocit\u00e0 di clock molto pi\u00f9 elevate rispetto ai microcontrollori. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nI microprocessori moderni possono andare oltre 1 GHz, mentre i microcontrollori riescono a spingersi fino ad un massimo di 30-50 MHz.<\/p>\n\n\n\n
Un’altra differenza \u00e8 legata al costo. Puoi acquistare, difatti, un microcontrollore a un prezzo molto inferiore rispetto a un microprocessore. Tuttavia, fare uso di un microcontrollore al posto di un microprocessore non \u00e8 consigliabile, mentre utilizzare un microprocessore al posto di un microcontrollore pu\u00f2 far incorrere in applicazioni decisamente costose.<\/p>\n\n\n\n
Il costo risulta inferiore anche perch\u00e9 i microcontrollori vengono configurati con una la tecnologia CMOS. I microprocessori, al contrario, richiedono pi\u00f9 componenti esterni per operare e alla fine finiscono per divenire dispendiosi.<\/p>\n\n\n\n
I microcontrollori sono dotati di un sistema di risparmio energetico, mentre i microprocessori ne sono privi. consumano anche meno energia rispetto al microprocessore in quanto non hanno bisogno del supporto di componenti esterni.<\/p>\n\n\n\n
Per progettare un microcontrollore con memoria e programmare informazioni specifiche viene impiegata l\u2019architettura di Harvard. sono elaborati con un’architettura von-Neumann, ove la memoria viene trasferita a un modulo di memoria equivalente.<\/p>\n\n\n\n
I microprocessori non necessitano di tanti registri quanti sono i microcontrollori. I primi hanno operazioni basate sulla memoria e il secondo permette ai programmi di essere maggiormente accessibili alla scrittura.<\/p>\n\n\n\n
Abbiamo fin qui parlato in maniera approfondita delle differenze tra microprocessori e microcontrollori, perci\u00f2 a questo punto dovresti aver accumulato una chiara comprensione di entrambi. Ora esploreremo le differenze tra FPGA e microcontrollori.<\/p>\n\n\n\n
4<\/strong>\u3001<\/strong>FPGA Vs. Microcontrollori<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\nI microcontrollori e gli FPGA costituiscono i due strumenti pi\u00f9 vitali per gli appassionati e gli ingegneri elettrici. Al fine di poter avere una comprensione quanto pi\u00f9 esauriente in merito alle loro differenze, \u00e8 necessario analizzare meglio FPGA vs microcontrollore.<\/p>\n\n\n\n
I microcontrollori e gli FPGA sono i due strumenti pi\u00f9 essenziali utilizzati sia dagli hobbisti che dagli ingegneri elettrici. \u00c8 necessario passare attraverso una discussione su FPGA vs microcontrollore per distinguere tra i due.<\/p>\n\n\n\n
Tuttavia, per prima cosa, daremo un’occhiata a quelle che sono le somiglianze! Entrambi i componenti hanno lo scopo di monitorare i valori di uscita e l’effetto in base al valore di uscita in un senso pi\u00f9 ampio. Puoi creare un’architettura del microcontrollore utilizzando un FPGA, ma non \u00e8 possibile il contrario.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImmagine 4: FPGA Vs. Microcontrollore<\/p>\n\n\n\n
4.1 Differenze tra FPGA e Microcontrollori<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nQuasi tutti i dispositivi informatici sono dotati di un microcontrollore incorporato per poter portare a termine attivit\u00e0 e interazioni. In tal senso, puoi mettere a confronto la struttura di un microcontrollore con quella di un computer, che dispone di tutte le periferiche necessarie come memoria, porte di ingresso-uscita e timer. Pu\u00f2 essere programmato per compiere semplici operazioni per conto di altro hardware.<\/p>\n\n\n\n
L\u2019FPGA costituisce un circuito integrato che viene fornito con milioni di porte logiche e pu\u00f2 essere ideato per eseguire attivit\u00e0 programmandole. Per poter essere applicati, gli FPGA necessitano di periferiche esterne come RAM e ROM.<\/p>\n\n\n\n
Il microcontrollore fa uso di un programma software per eseguire i comandi consecutivamente, quali ad esempio C, C ++. La connessione di programmazione dell’FPGA sta sul circuito logico e fa uso di soluzioni di programmazione quali ad esempio VHDL e Verilog.<\/p>\n\n\n\n
La potenza di lavorazione dei microcontrollori \u00e8 limitata nel tempo e fa affidamento sulla potenza di ciclo del processore. Gli FPGA hanno spazio limitato perci\u00f2 \u00e8 necessario creare pi\u00f9 circuiti logici per ottenere la scala di codifica desiderata.<\/p>\n\n\n\n
Gli FPGA sono pi\u00f9 versatili e flessibili a causa della loro natura. Sono “programmabili sul campo”, ossia si pu\u00f2 riprogrammare l’FPGA per poter portare a termine qualsiasi attivit\u00e0 logica che pu\u00f2 essere adattata alle porte logiche disponibili. Le porte logiche possono essere ricablate tante volte quante sono necessarie per modificare il programma ed eseguire un\u2019attivit\u00e0 differente.<\/p>\n\n\n\n
Dal momento che vengono forniti con istruzioni e relativi circuiti, i microcontrollori possono eseguire attivit\u00e0 limitate.<\/strong><\/h4>\n\n\n\n Per questo motivo, un programmatore deve rispettare le restrizioni durante lo sviluppo del codice.<\/p>\n\n\n\n
I due si distinguono anche in base ai metodi impiegati per elaborare le istruzioni. I microcontrollori leggono ogni riga del programma in maniera sequenziale; ci\u00f2 implica che anche i comandi vengono elaborati in sequenza. Gli FPGA sono in grado di processare gli ordini simultaneamente e possono eseguire molteplici righe di codici in un determinato momento. Sono inoltre cablati proprio come nel caso di un circuito elettrico cos\u00ec che possono ottenere circuiti paralleli appropriati.<\/p>\n\n\n\n
Ci\u00f2 nonostante, nei microcontrollori, il processore passa da un codice all’altro per ottenere un certo livello di parallelismo. Di sicuro troverai pi\u00f9 semplice scrivere i codici riportati di seguito sui microcontrollori rispetto agli FPGA.<\/p>\n\n\n\n
La capacit\u00e0 di elaborazione parallela degli FPGA permette di verificare le interruzioni in modo efficiente tramite Finite State Machines (FSM). Nel caso dei microcontrollori, devi tener conto del tempo impiegato da ISR per risolvere un’interruzione.<\/p>\n\n\n\n
Puoi ricablare facilmente un FPGA semplicemente riprogrammandolo. La configurazione in un FPGA viene caricata sulle celle logiche configurabili all’accensione. Non \u00e8 necessario apportare modifiche all’hardware per riprogrammare l’FPGA.<\/p>\n\n\n\n
I microcontrollori possono eseguire un programma e svolgere compiti generali. Se si desidera modificare il set di istruzioni della scheda, sar\u00e0 necessario modificare il layout dell’IC al silicio.<\/p>\n\n\n\n
Puoi ricablare agevolmente un FPGA semplicemente riprogrammandolo. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nLa configurazione in un FPGA viene caricata sulle celle logiche configurabili al momento dell’accensione. Per poter riprogrammare l’FPGA non c\u2019\u00e8 bisogno di apportare modifiche all’hardware.<\/p>\n\n\n\n
I microcontrollori possono eseguire un programma e svolgere attivit\u00e0 di carattere generale. Se vuoi modificare il set di istruzioni della scheda, dovrai apportare modifiche al layout dell’IC al silicio.<\/p>\n\n\n\n
Gli FPGA sono idonei per l’elaborazione ad alta velocit\u00e0 di dati paralleli e sono dotati di un alto grado di customizzazione. Tuttavia, soffrono anche di alcuni svantaggi dal punto di vista del funzionamento del prototipo e della complessit\u00e0 della configurazione.<\/p>\n\n\n\n
Ci vuole tempo per creare una funzione FPGA poich\u00e9 \u00e8 necessario scrivere tutti i codici da zero e quindi convertirli in linguaggio macchina. Nel caso dei microcontrollori, puoi trovare pacchetti gi\u00e0 pronti per attuare attivit\u00e0 specifiche e personalizzarli in base alle proprie esigenze.<\/p>\n\n\n\n
I microcontrollori sono di facile utilizzo e configurazione e possono gestire dati sequenziali ad alta velocit\u00e0. Tuttavia, mancano di alcune delle caratteristiche degli FPGA. I microcontrollori si sono rivelati pi\u00f9 flessibili se si fa riferimento alla programmazione ma non possono essere personalizzati con precisione tramite l’hardware.<\/p>\n\n\n\n
Inoltre, nell\u2019aver a che fare con la programmazione FPGA dovrai anche affrontare una curva di apprendimento piuttosto ripida. Puoi adattare il metodo per tentativi ed errori e testare i tuoi progressi utilizzando microcontrollori.<\/p>\n\n\n\n
Quando si parla delle differenze tra microcontrollore e FPGA, devi tenere conto anche del consumo energetico. Discuteremo di questo argomento nel prossimo capitolo.<\/p>\n\n\n\n
5<\/strong>\u3001<\/strong>C<\/strong>onsumo Energetico <\/strong>FPGA Vs. Microcontrollore <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n\u00c8 ormai di pubblico dominio il fatto che gli FPGA consumano pi\u00f9 energia rispetto ai microcontrollori per diversi motivi. Questo aspetto pu\u00f2 rappresentare una sfida per gli ingegneri che vogliono realizzare sistemi di alimentazione efficienti. Gli FPGA possono superare i limiti di potenza di un sistema integrato e potrebbero non rivelarsi idonei a tutti gli scopi.<\/p>\n\n\n\n
Gli FPGA sono stati impiegati per l’emulazione e la prototipazione, ma non sono ugualmente efficienti come altri componenti quali gli ASIC. Puoi riprogrammare un FPGA, ma sicuramente soffrir\u00e0 dello svantaggio relativo all’inefficienza, dal momento che l’utilizzo della logica diventa irrisorio a causa dei vincoli di luogo e percorso.<\/p>\n\n\n\n
Inoltre, a causa dei transistor inutilizzati, consuma un elevato quantitativo di potenza. Anche clock trees inefficienti e percorsi di segnale estesi contribuiscono ad incrementare il consumo di energia.<\/p>\n\n\n\n
Gli FPGA vengono impiegati in attivit\u00e0 ad alta velocit\u00e0 che superano le capacit\u00e0 del microcontrollore. Per questo motivo, gli FPGA non risultano ottimizzati dal punto di vista del consumo energetico. I microcontrollori hanno velocit\u00e0 di elaborazione di pochi MHz e consumano molta meno energia rispetto agli FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Puoi anche trovarti di fronte a modalit\u00e0 di inattivit\u00e0 o risparmio energetico sui microcontrollori, rendendoli una scelta sostenibile in molti casi. Alcuni di essi hanno correnti di riposo inferiori a 1 \u00b5A e possono operare a pochi \u00b5A durante frequenze di clock lente.<\/p>\n\n\n\n
Non sarai in grado di trovare nessun FPGA con requisiti di potenza cos\u00ec bassi sul mercato. Per questo motivo molti sistemi FPGA fanno uso di un microcontrollore sulla scheda per aumentare l’efficienza energetica.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImmagine 5: FPGA Vs. Microcontrollore<\/p>\n\n\n\n