FPGA, sahada programlanabilir kapı dizisi anlamına gelir. FPGA ve mikroişlemciler bilgisayar donanımında kullanılmaktadır. Mikrodenetleyicili FPGA bir mikroişlemci IP'sidir, oysa bir mikroişlemci merkezi bir işlem birimidir.
FPGA ve Mikroişlemci
FPGA ve mikroişlemciler arasındaki fark performanslarıdır. Aynı anda birden fazla talimatın performansına FPGA, tek talimatın bir kerede performansına ise mikroişlemci denir. FPGA paralel yürütmeye sahipken, mikroişlemci sıralı yürütmeye sahiptir. FPGA ile karşılaştırıldığında, bir mikroişlemcinin seri iletişimde daha fazla avantajı vardır.
FPGA, Alan Programlanabilir Kapı Dizisi anlamına gelir. Entegre bir devredir. FPGA'da Donanım tanımlama dili (HDL) kullanılır. Donanım tanımlama dili, uygulamaya özel entegre devreye benzer. Elektronik üzerinde çalışan tasarım araçlarının ortaya çıkması nedeniyle devre şemaları olmayacaktır. Programlanabilir mantık blokları, sahada programlanabilir kapı dizisinde bulunur. Birleşimsel işlevleri gerçekleştirmek için mantık blokları kullanılır. Mantık blokları, AND ve OR gibi mantık kapıları gibi davranır.
Entegre devrenin bir kombinasyonuna mikroişlemci denir. Tek bir entegre devre veya birkaç birleşik devre olabilir. Bilgisayar işlevlerini gerçekleştirmek için mikroişlemcinin aritmetik, mantık ve kontrol devresine ihtiyacı vardır. Bir mikroişlemci, işlevleri yorumlama ve yürütme işlemlerini yapacaktır. Ayrıca aritmetik işlevleri de yerine getirir. Saat güdümlü, kayıt tabanlı, dijital entegre devre gibi bir işlem, bir mikroişlemci tarafından yapılır. Çok amaçlı işlemci denir.
FPGA ve Mikroişlemci Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma parametreleri | FPGA | mikroişlemci |
| Geliştirme dönemi | FPGA için geliştirme süresi yüksektir. | Mikroişlemci için geliştirme süresi düşüktür. |
| Uygulamak | FPGA paralel olarak yürütülür. | Mikroişlemci sırayla çalışır. |
| Güç tüketimi | FPGA'da güç tüketimi yüksektir. | Mikroişlemcideki güç tüketimi düşüktür. |
| Veri işleme çıktısı | FPGA'da veri işleme verimi yüksektir. | Mikroişlemcide veri işleme verimi düşüktür. |
| Frekans aralığı | FGPA'daki frekans aralığı düşük | Bir mikroişlemcideki frekans aralığı yüksek |
FPGA nedir?
FPGA, Alan Programlanabilir Kapı Dizisi anlamına gelir. Entegre bir devredir. FPGA'da Donanım tanımlama dili (HDL) kullanılır. Donanım tanımlama dili, uygulamaya özel entegre devreye benzer. Elektronik üzerinde çalışan tasarım araçlarının ortaya çıkması nedeniyle devre şemaları olmayacaktır. Programlanabilir mantık blokları, sahada programlanabilir kapı dizisinde bulunur. Birleşimsel işlevleri gerçekleştirmek için mantık blokları kullanılır. Mantık blokları, AND ve OR gibi mantık kapıları gibi davranır.
Mantık kapılarının yanı sıra, alan hafıza kapısı dizisinde hafıza elemanları da mevcuttur. Farklı işlevleri uygulamak için sahada programlanabilir dizi yeniden programlanabilir. Donanımda yeniden yapılandırılabilir bilgi işlem sağlar. Gömülü bir sistemde Alan programlanabilir kapı dizisi önemli bir role sahiptir. Gömülü sistemlerin geliştirilmesinde daha büyük bir yeteneğe sahiptir. FPGA erken aşamada geliştirmeye yardımcı olabilir. Çağdaş sahada programlanabilir kapı dizilerinde çok sayıda mantık kapısı ve RAM bloğu mevcuttur.
Herhangi bir mantıksal işlev, ASIC'de Alan programlanabilir geçit dizisi tarafından gerçekleştirilebilir. ASIC, uygulamalara birçok teklif sunabilir. FPGA, hafif yüklü pinlerde düşük, ağır yüklü pinlerde yüksek oranlar ayarlamanıza izin veren analog özelliklerle birlikte gelir. Doğru ayarlanmazsa, pin beklenmedik şekilde çalacak veya çiftleşecektir. Entegre çevre birimleri için FPGA'da yalnızca birkaç karışık sinyal kullanılır.
Mikroişlemci Nedir?
Entegre devrenin bir kombinasyonuna mikroişlemci denir. Tek bir entegre devre veya birkaç birleşik devre olabilir. Bilgisayar işlevlerini gerçekleştirmek için mikroişlemcinin aritmetik, mantık ve kontrol devresine ihtiyacı vardır. Bir mikroişlemci, işlevleri yorumlama ve yürütme işlemlerini yapacaktır. Ayrıca aritmetik işlevleri de yerine getirir. Saat güdümlü, kayıt tabanlı, dijital entegre devre gibi bir işlem, bir mikroişlemci tarafından yapılır. Çok amaçlı işlemci denir.
Mikroişlemcilerde hem birleşimsel hem de sıralı mantık mevcuttur. Mikroişlemciler ikili sayı sistemi üzerinde çalışacaktır. İşlem gücü maliyeti, Çok Büyük Ölçekli Entegrasyon ile büyük ölçüde azaltılır. Birkaç entegre devreden oluşur. Metal oksit yarı iletken üretim prosesi yöntemi kullanılarak mikroişlemciler üretilir. 4 bit Intel 4004, ilk ticari mikroişlemcidir ve daha sonra 8 bitlik mikroişlemciler ile değiştirilir.
Güvenilirlik nedeniyle, tek çipli işlemciler bağlantılarda başarısız olabilir. Rock yasasına göre, tasarımda küçük değişiklikler olsa bile çipin fiyatı aynı olacaktır. Mikroişlemci, bilgisayar donanımının tasarımı üzerinde büyük bir etki yapacaktır. Tüm bilgisayarın boyutunu ve maliyetini azaltabilir. Gömülü sistemlerde, ana bilgisayarlarda, süper bilgisayarlarda ve el cihazlarında kullanılır. Aritmetik mantık birimi ve kontrol mantığı bölümü olan bir işlemciye mikroişlemci denir. VE veya VEYA kullanarak, mantık işlevlerini gerçekleştirir.
FPGA ve Mikroişlemci Arasındaki Temel Farklar
Çözüm
FPGA ve mikroişlemcinin her ikisi de benzersiz özelliklere sahiptir. FGPA, bir mikroişlemci ile karşılaştırıldığında ileri düzeydedir. Bir mikroişlemciden daha verimli çalışır. FGPA yüksek frekansta çalışırken mikroişlemciler yüksek frekansta çalışmaz. FPGA ve mikroişlemciler arasındaki temel fark, yürütmeleridir. FPGA paralel olarak yürütülür ve mikroişlemciler sırayla yürütülür. FPGA yüksek güç tüketirken, mikroişlemci düşük güç tüketir. FPGA için geliştirme süresi yüksek ve mikroişlemci için geliştirme süresi düşüktür. Mikroişlemci basit bir merkezi işlem birimidir, FGPA ise gelişmiş bir versiyondur.
