Diferencia entre FPGA y microprocesador

La FPGA significa matriz de compuerta programable en campo. El FPGA y los microprocesadores se utilizan en hardware informático. FPGA con microcontroladores es un microprocesador IP, mientras que un microprocesador es una unidad central de procesamiento.

FPGA vs Microprocesador

La principal diferencia entre FPGA y microprocesadores es su rendimiento. El rendimiento de múltiples instrucciones a la vez se llama FPGA, mientras que el rendimiento de una sola instrucción a la vez se denomina microprocesador. El FPGA tiene ejecución paralela, mientras que el microprocesador tiene ejecución secuencial. En comparación con FPGA, un microprocesador tiene más ventajas en las comunicaciones en serie.

La FPGA significa matriz de puerta programable de campo. Es un circuito integrado. El lenguaje de descripción de hardware ( HDL ) se usa en FPGA. El lenguaje de descripción de hardware es similar al circuito integrado específico de la aplicación. Debido a la llegada de las herramientas de diseño que funcionan en electrónica, carecerán de diagramas de circuitos. Los bloques lógicos programables están presentes en la matriz de puertas programables en campo. Para realizar funciones combinacionales, se utilizan bloques lógicos. Los bloques lógicos actúan como puertas lógicas como AND y OR.

Una combinación del circuito integrado se llama microprocesador. Puede ser un solo circuito integrado o varios circuitos combinados. Para realizar las funciones de la computadora, el microprocesador necesita aritmética, lógica y circuitos de control. Un microprocesador interpretará y ejecutará funciones. También realiza funciones aritméticas. Un microprocesador realiza un proceso como un circuito integrado digital basado en registros basado en reloj. Se llama procesador multipropósito.

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Tabla de comparación entre FPGA y microprocesador

Parámetros de comparaciónFPGAMicroprocesador
Período de desarrolloEl período de desarrollo para FPGA es alto.El período de desarrollo para el microprocesador es bajo.
EjecuciónLa FPGA se ejecuta en paralelo.El microprocesador se ejecuta en secuencial.
Consumo de energíaEl consumo de energía en FPGA es alto.El consumo de energía en el microprocesador es bajo.
Rendimiento del procesamiento de datosEl rendimiento del procesamiento de datos es alto en FPGA.El rendimiento del procesamiento de datos es bajo en el microprocesador.
Rango de frecuenciaEl rango de frecuencia en FGPA es bajoEl rango de frecuencia en un microprocesador es alto

¿Qué es FPGA?

La FPGA significa matriz de puerta programable de campo. Es un circuito integrado. El lenguaje de descripción de hardware ( HDL ) se usa en FPGA. El lenguaje de descripción de hardware es similar al circuito integrado específico de la aplicación. Debido a la llegada de las herramientas de diseño que funcionan en electrónica, carecerán de diagramas de circuitos. Los bloques lógicos programables están presentes en la matriz de puertas programables en campo. Para realizar funciones combinacionales, se utilizan bloques lógicos. Los bloques lógicos actúan como puertas lógicas como AND y OR.

Junto con las puertas lógicas, los elementos de memoria también están presentes en la matriz de la puerta de memoria de campo. Para implementar diferentes funciones, la matriz programable de campo se puede reprogramar. Permite la computación reconfigurable en hardware. En un sistema integrado, la matriz de compuerta programable de campo tiene un papel importante. Tiene una mayor capacidad en el desarrollo de sistemas integrados. La FPGA puede ayudar a desarrollarse en la fase inicial. Una gran cantidad de puertas lógicas y bloques RAM están disponibles en matrices de puertas programables en campo contemporáneas.

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Cualquier función lógica puede implementarse mediante una matriz de compuerta programable de campo en ASIC. El ASIC puede proporcionar muchas ofertas a las aplicaciones. FPGA viene con características analógicas que le permiten establecer tarifas bajas en los pasadores cargados de luz y altas velocidades en pasadores muy cargados. Si no está configurado correctamente, el pin sonará o se unirá inesperadamente. Solo se utilizan unas pocas señales mixtas en FPGA para periféricos integrados.

¿Qué es el microprocesador?

Una combinación del circuito integrado se llama microprocesador. Puede ser un solo circuito integrado o varios circuitos combinados. Para realizar las funciones de la computadora, el microprocesador necesita aritmética, lógica y circuitos de control. Un microprocesador interpretará y ejecutará funciones. También realiza funciones aritméticas. Un microprocesador realiza un proceso como un circuito integrado digital basado en registros basado en reloj. Se llama procesador multipropósito.

Tanto la lógica combinacional como la secuencial están presentes en los microprocesadores. Los microprocesadores funcionarán en el sistema de números binarios. El costo de la potencia de procesamiento se reduce considerablemente por la integración a gran escala. Se compone de algunos circuitos integrados. Utilizando el método de fabricación de semiconductores de óxido metálico, se producen los microprocesadores. Un Intel 4004 de 4 bits es el primer microprocesador comercial, y luego se reemplaza por microprocesadores de 8 bits.

Debido a la confiabilidad, los procesadores de un solo chip podrían fallar en las conexiones. Según la ley de Rock, el precio del chip será el mismo, incluso si hay ligeros cambios en el diseño. El microprocesador tendrá un gran impacto en el diseño del hardware de la computadora. Puede reducir el tamaño y el costo de toda la computadora. Se utiliza en sistemas integrados, mainframes, supercomputadoras y dispositivos portátiles. Un procesador con una unidad lógica aritmética y una sección lógica de control se llama microprocesador. Usando AND u OR, realiza las funciones lógicas.

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Diferencias principales entre FPGA y microprocesador

  1. El rango de frecuencia en FGPA es bajo, el rango de frecuencia en un microprocesador es alto.
  2. El rendimiento del procesamiento de datos es alto en FPGA, el rendimiento del procesamiento de datos es bajo en el microprocesador.
  3. El consumo de energía en FPGA es alto, el consumo de energía en el microprocesador es bajo.
  4. El FPGA ejecuta en paralelo, el microprocesador se ejecuta en secuencial.
  5. El período de desarrollo para FPGA es alto, el período de desarrollo para el microprocesador es bajo.

Síntesis

FPGA y microprocesador tienen características únicas. FGPA es avanzado en comparación con un microprocesador. Funciona de manera más eficiente que un microprocesador. FGPA funciona en alta frecuencia, mientras que los microprocesadores no funcionan en una frecuencia alta. La principal diferencia entre FPGA y microprocesadores es su ejecución. El FPGA se ejecuta en paralelo y los microprocesadores se ejecutan en secuencial. El FPGA consume alta potencia, mientras que el microprocesador consume baja potencia. El período de desarrollo para FPGA es alto y el período de desarrollo para el microprocesador es bajo. El microprocesador es una unidad central de procesamiento simple, mientras que FGPA es una versión avanzada.

  1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/590366/
  2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5272406/

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