比较在MCU和FPGA / CPLD上实现简单的自动化设计

自90年代以来，我一直在从事MCU的开发工作，最近，我使用Xilinx的Spartan6系列芯片进入了FPGA领域。假设一个简单的带有传感器和电机的工厂自动化设计，以及将所有东西链接起来的智能，那么我可以在哪种类型的设备上更快，更轻松地完成设计，MCU或FPGA？细小或“明显”的观点也应受到赞赏，因为我是FGPA的新手。

除非需要，否则没有理由使用FPGA 。甚至在MCU和FPGA领域中，两位具有类似才能的工程师都可以将MCU用于相对简单的自动化任务。

Pro MCU：

• 通常，MCU可以随时使用外界的所有外围设备
• 编译需要几秒钟（FPGA需要几分钟到几小时）
• 还有一个数量级（或两个！）的工程师可以为您提供帮助，也可以在您离开的地方继续工作。（出于有趣的目的，不一定是统计上有效的比较-比较C与VHDL或FPGA在堆栈溢出上的问答次数）

如果需要，请使用FPGA，因为：

• 使用微处理器无法在功率，重量，尺寸或成本预算中满足所需的数字转换
• 有软件无法保证的严格的实时期限（例如，响应时间以微秒为单位）
• 使用FPGA逻辑可以使对响应时间的可靠断言更加容易
• 通过使用自定义数据类型（例如12位浮点数），您可以节省大量成本，功耗等。

要么：

• 您的作业告诉您，您必须:)

我相信使用微控制器（MCU）对您来说更容易的几个原因：

• 您有使用MCU的经验。学习任何新芯片的来龙去脉都需要时间。
• MCU具有内置的外围设备，您必须在FPGA上自己实现（或购买）。例如，大多数MCU都具有I2C端口，如果您从I2C传感器读取数据，该端口将很有用。同样，大多数MCU都具有某种模数转换器和脉宽调制器，而这两者对于良好的电机控制来说很有可能是必需的。
• 复杂的算法在C语言中比在VHDL中更容易表达（我没有Verilog的经验）。
• 在MCU中，人为比例的延迟很容易，但是在FPGA中却占用大量资源。
• 对于简单的工厂自动化而言，MCU的短，标准位宽度和较慢的速度很可能就足够了。

无论哪种情况，都必须注意所编写的代码，以使其在所有情况下均能正常工作，尤其是在危险情况下。