FPGA，ASIC和通用微控制器之间有什么异同？

我已经阅读了这篇文章，但并没有完全回答我的问题：

我认为微控制器是指具有一些内存，寄存器并可以处理诸如LOAD，STORE和ADD之类的指令的任何事物。它包含逻辑门等以执行其作用，但是其主要任务是成为通用的位处理器。我认为Microntroller是一个相互连接的ASIC设计系统，可以创建存储和处理指令的功能。

我认为ASIC器件是一种使用逻辑和电气组件专门构建的电路，可以执行一项任务，无需考虑其他任务，也不需要额外的硬件。

我认为FPGA设备是ASIC设备（低级设备）+一堆未使用的东西，用于实现特定的真值表。

尽管有其名称，FGPA仍感觉非常“特定于应用程序”，因为必须重新连接它才能执行新的不同任务。这导致与ASIC的混淆。但是，在重新连接FPGA的情况下，应提供所有必需的硬件。而且，FPGA的目的是可编程的，但这不是微处理器的目的吗？

我上面提到的帖子还提到了HDL，我很熟悉。HDL不能同时用于ASIC和FPGA并通过代理设计整个微控制器吗？

ASIC与FPGA

现场可编程门阵列可以看作是专用集成电路的原型设计阶段：ASIC的制造非常昂贵，一旦制成，就无可厚非了（因为最昂贵的固定成本是掩模[一种制造“模板” “]及其发展）。FPGA可以重新编程很多次，但是由于连接了通用门阵列来实现您的目标，因此并没有像ASIC那样对其进行优化。而且，FPGA本身就是动态设备，因此，如果关闭电源，不仅会丢失当前状态，还会丢失配置。尽管现在存在增加了FLASH芯片和/或微控制器以在启动时加载配置的电路板，所以这往往不是那么重要。ASIC和FPGA均可使用硬件描述语言进行配置，有时将FPGA用于最终产品。但是通常，当设计固定后，ASIC就会起作用。

FPGA与微控制器

至于微控制器和FPGA之间的区别，您可以将微控制器视为ASIC，它基本上按顺序处理FLASH / ROM中的代码。即使未进行优化，您也可以使用FPGA制作微控制器，但并非相反。FPGA的布线就像电子电路一样，因此您可以拥有真正的并行电路，而不是像微控制器那样，处理器从一段代码跳到另一段代码来模拟足够好的并行性。但是，由于FPGA是为并行任务而设计的，因此编写顺序代码并不像在微控制器中那样容易。

例如，通常，如果在FPGA上用伪代码“ let C be A XOR B”编写，它将转换为“使用包含的乐高积木（查找表和锁存器）构建XOR门，并将A / B连接为输入”和C作为输出”，无论是否使用C都会在每个时钟周期更新。而在将转换为“读指令”的微控制器上，它是RAM的地址A和地址B的变量的XOR，结果存储在地址C。加载算术逻辑单元寄存器，然后要求ALU进行XOR，然后将输出寄存器复制到RAM的地址C”。但是在用户方面，这两个指令都是1行代码。如果要执行此操作，则需要在HDL中进行其他操作，我们必须定义所谓的流程来人为地执行序列-与并行代码分开。而在微控制器中则无事可做。另一方面，要从微控制器中获得“并行”（实际上是进出调优），您将需要处理一些琐碎的线程。不同的工作方式，不同的目的。

综上所述：

ASIC与FPGA：固定的，对于少量产品而言更昂贵（大批量时更便宜），但更优化了。

ASIC与微控制器：当然就像拿锤子比较工具。

FPGA与微控制器：未针对顺序代码处理进行优化，但也可以非常轻松地完成真正的并行任务。通常， FPGA在HDL中编程，微控制器在C / Assembly中编程

只要并行任务的速度成为问题，那么从长远来看（批量生产）对您而言便宜的话，就可以使用FPGA，改进您的设计并最终使其成为ASIC。如果可以执行顺序任务，请使用微控制器。我想如果从长远来看它也对您便宜，那么您可以从中制造出更多的专用IC。最好的解决方案可能是两者兼而有之。

写完这篇文章后，快速搜索给了我：

FPGA与微控制器，在这个论坛上

可以通过重新编程来“重新连接” FPGA。通电后，FPGA会将其配置加载到其可配置逻辑单元中。这意味着无需更改硬件即可对其进行重新编程。

只能通过修改硅铸造厂的光刻掩模来重新布线ASIC。

微控制器是一种类型的ASIC，执行程序，可以做的事情一般的结果。但是，如果要更改指令集或执行类似的操作，则必须修改实际的硅IC布局。

FPGA和MCU之间的区别更加模糊。基本上，FPGA在硬件级别上是许多小型SRAM单元，所有单元均连接到密集的多路复用器矩阵。基本上，FPGA是一堆离散逻辑，可以通过对多路复用器和SRAM单元进行重新编程来进行电子 “重新布线”。

这样，实际上，您可以在 FPGA 内实现MCU ，因为MCU只是逻辑单元的特定配置。实际上，FPGA在MCU的设计过程中非常普遍。

微控制器是某种逻辑配置的实现。之所以拥有它们，是因为通过直接在硅片中实现MCU，可以大大优化所需的硅片裸片空间总量，并且可以进行某些性能优化，而FPGA所要求的“通用性”则无法实现。这样可以大大降低MCU的生产成本，结果，普通的MCU比能够包含等效逻辑的FPGA便宜得多。

FPGA 在某些应用中很有用，因为它们可以以MCU无法实现的方式实现逻辑结构。例如，如果您需要添加X1 + Y1，X2 + Y2，X3 + Y3和X4 + Y4，则MCU必须按顺序 * 进行每个操作。甲FPGA可以简单地具有4级单独的ALU 在同一时间，所以它可以在短的时间（假设两个设备以相同的速率被定时）四分之一执行相同的操作。

这是FPGA（或为同一任务而设计的ASIC）真正发挥作用的地方，事实上，您可以同时完成许多很多事情，而单个进程只能依次完成。

*（注意：我在这里忽略了SIMD之类的东西）

这是一个很好的问题，

基本上，微控制器和ASIC的硬件（通常称为硅）固定在石头上，无法更改。可以将FPGA 配置为代表许多不同种类的硬件（其中可以包括微控制器）。

您可能会认为微控制器可以做很多不同的事情，但这都是通过运行不同的程序来完成的-技术上是软件，有时也称为固件-硬件本身基本不变，它执行相同的操作，但是不同的输入顺序。

FPGA通常用于生成专用于ASIC的设计，两者之间的区别在于，如果您想更新FPGA的内部工作原理或添加/删除功能块，只需要做的就是更新其固件，这是不可能的。由于内部工作一直致力于硅，因此必须在ASIC上完成，这是不可重新配置的。

简而言之，使用微处理器，您可以使用相同的硬件来运行不同的程序，使用FPGA，您可以重新配置硬件以执行不同的功能，而ASIC就像微处理器一样，因为硬件不能更改，但通常被设计为执行一个功能非常有效。

ASIC和FPGA都可以包含微控制器，如果可以，它们可以像独立的微控制器一样为它们编写程序，Altera的NIOS II嵌入式处理器就是一个例子。

如果这仍然令人困惑，请让我知道它尚不清楚，我将尽力澄清我的答案。

吉普赛人

好吧，如果行为像门的特定集合一样，则没有任何一个FPGA可以通过电信号进行编程，有些FPGA包含闪存来存储此配置，有些则不需要，并且每次电源复位后都必须对其进行重新编程。

ASIC退出了已经配置的生产线。

FPGA错误可以通过固件升级来解决，而ASIC错误无法经济地修复。

尽管FGPA具有其名称，但它感觉非常“特定于应用程序”，因为必须重新连接它才能执行新的不同任务。

这与“特定于应用程序”的含义相反。通过重新布线，您可以将一个FPGA用于多个应用程序。您无法更改ASIC，因此只能将其应用于一项任务（该任务可能是实现微控制器）。

但是，在重新连接FPGA的情况下，应提供所有必需的硬件。

不知道这意味着什么。通常，有一个用于重新编程FPGA的软件接口。这是一种ASIC，需要数百万个[货币单位]的硬件。

FPGA是可编程的，但这不是微处理器的意思吗？

微控制器允许您为固定硬件编程顺序软件。就像普通的计算机一样，但是非常小并且资源有限。FPGA使您可以使用HDL对所需的任何硬件进行编程。