Многие, задаваясь целью познать удивительный мир программируемых устройств, задаются вопросом: “Что же выбрать микроконтроллеры или ПЛИС’ы? И вообще, в чём между ними разница?“ Давайте попробуем ответить на этот вопрос, и для начала рассмотрим, что представляет собой каждый из них.
По сути, Микроконтроллер это такой же компьютер, который мы видим каждый день, но только на одной микросхеме. Сам термин “микроконтроллер“ (МК) вытеснил из употребления ранее использовавшееся название: “однокристальная микро-ЭВМ“. Первый микроконтроллер появился на свет после появления микропроцессора в 1976 г. Сегодня микроконтроллеры получили широкое применение и их можно встретить почти везде, начиная от бытовой техники и заканчивая домашними роботами. На самом деле с технической точки зрения, микроконтроллер очень сложная микросхема, которая содержит в одном корпусе
- микропроцессор
- порты ввода-вывода
- оперативную память (RAM)
- постоянную память данных (ROM)
- перепрограммируемую ROM (EPROM)
- некоторые содержат различные преобразователи
Использование одной микросхемы вместо целого набора, как в случае обычных процессоров, применяемых в персональных компьютерах, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров.
Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС, англ. programmable logic device, PLD) - электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). Для программирования используются программаторы и отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры, таких как Verilog, VHDL, AHDL и др. Количество логических микросхем, которые можно создать в одной ПЛИС зависит от ее типа и может достигать 40000 эквивалентных микросхем средней логической интеграции. На небольшом кристалле с минимальным энергопотреблением, могут программироваться и процессоры со всей логикой работы и памятью, т.к. ПЛИС имеет встроенные ячейки памяти объёмом до нескольких мегабайт.
ПЛИС’ы используются для построения различных по сложности и возможностям цифровых устройств. Обычно это приложения, где необходимо большое количество портов ввода-вывода (бывают ПЛИС с более чем 1000 выводов), цифровая обработка сигнала, цифровая аудио и видеоаппаратура, высокоскоростная передача данных, криптография, проектирование и прототипирование различных микросхем, в качестве мостов (коммутаторов) между системами с различной логикой и напряжением питания.
Итак, мы видим, что и те, и другие, с точки зрения схемотехники, содержат большое число вентилей - элементарных логических элементов, реализующих простейшие
логические функции И, ИЛИ, НЕ. Комбинация множества таких вентилей и образует в МК его основные узлы: Каждый конкретный МК имеет в своем корпусе конечный набор таких узлов и его программирование подразумевает ввод в ПЗУ контроллера некоторого набора инструкций (управляющей программы), согласно которым весь этот набор узлов и работает, выдавая (и получая) на портах Ввода-вывода нужные нам сигналы. Программирование же ПЛИС - это создание электрических связей между вентилями, с целью синтеза тех же регистров, счетчиков, сумматоров, дешифраторов, триггеров, таймеров, цифровых компараторов, мультиплексоров, портов ВВ и т.д. - узлов, имеющихся в ПО на ПЛИС. Комбинируя оформленные в виде подсхем такие устройства, можно получать логические схемы с алгоритмом работы практически любой мыслимой сложности , потому как современные ПЛИС’ы имеют “на борту“ миллионы вентилей и сотни портов ввода-вывода. Таким образом, мы подходим к основному и самому главному отличию микроконтроллеров от ПЛИС’ов: На МК его функции реализуются программно, с использованием уже имеющейся внутренней схемы, а в ПЛИС’ах это реализуется напрямую, или “аппаратно“, т.е. созданием соответствующей схемы соединений между его внутренними элементами.
Поэтому, говорить о том, что предпочтительнее - МК или ПЛИС - не совсем корректно, т.к. они созданы для решения разных задач, хотя области их применения могут и пересекаться: например, частотомер можно собрать на устройствах обоих типов. Существует и ещё одно НО, связанное с тем, что микроконтроллеры из-за программного способа реализации алгоритмов медленнее ПЛИС, а последние могут работать на частотах около гигагерца.
3 views
0
0
3 months ago 00:10:21 2
Пятый шаг в робототехнику Выбор контроллера для мотора. Способы управления моторами для роботов.
3 months ago 01:07:52 1
Эра лжи и мошенников, изменение мира электроинструмента и другие темы | «Экспертное время»
3 months ago 00:38:48 1
Блок питания с регулировкой напряжения
3 months ago 00:03:51 1
Принтер для печати на ткани
3 months ago 00:09:16 1
Установка Arduino IDE и ESP32
3 months ago 00:29:09 1
Таймер-счетчик 0 ATmega8 | Микроконтроллеры с нуля #12
3 months ago 00:33:45 1
Всё, что вы хотели знать о микросхемах -- в ОДНОМ видео!
3 months ago 00:00:21 1
Книга“Освоение STM32 самостоятельно“ сейчас по предзаказу по адресу:
3 months ago 00:12:17 1
Wi Fi машинка с камерой своими руками на ESP32 CAM
3 months ago 00:53:06 1
Генподрядчик о строительстве уникального инновационного центра | ПКТБ «Совэлмаш»
3 months ago 01:34:03 1
УЧЕНЫЕ ОТКРЫЛИ СТР*ШНУЮ ТАЙНУ! ГОРОДА МИКРОСХЕМЫ ДРЕВНИХ ИНДЕЙЦЕВ! ДОКУМЕНТАЛЬНЫЙ ФИЛЬМ
3 months ago 00:10:04 1
Города похожи на микросхемы !? ( вид сверху)
3 months ago 00:09:32 1
Почему города сверху похожи на микросхемы
3 months ago 00:03:07 1
ГОРОДА - МИКРОСХЕМЫ
3 months ago 00:09:18 1
Arduino PS/2 клавиатура подключаем keyboard connect Лайфхак Своими руками
3 months ago 00:08:41 1
Ремонт модуля стиральной машины Samsung (Как заменить микроконтроллер?)
3 months ago 00:05:10 1
Создание текстуры и модели микросхемы в Cinema 4D. Jsplacement + Cinema 4D
3 months ago 00:17:38 1
Как ПОНИЗИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ Правильно ! Лучшие способы
3 months ago 00:02:51 2
Анонс хакатона IT Academy Hack 2024 — Научное волонтёрство + Экология
3 months ago 00:18:53 1
Звук на модель со стандартной RC аппаратурой
3 months ago 00:46:34 1
Сетевая карта из РОССИИ | MIK32 Амур-В СЕРИЮ! | Путин и нейроморфные процессоры