通用MCU/CPU与FPGA和ASIC的关系

Question

我试图理解诸如英特尔、AMD、PowerPC、AVR、ARM等“普通”MCU/CPU与FPGA和ASIC之间的关系。

以下是我的理解：

• 这些共用的MCU/CPU(同样，Intel，AVR，ARM等)都是“通用用途”，因此不是可编程的，而是要运行各种不同的应用程序。
• FPGA也是MCU/CPU，但是它们的电路是完全可编程的。
• ASICs也是MCUs/CPUs，但是它们是特定于应用程序的，而不是可编程/可重用的。
• 对它正在运行的应用程序进行的微调越多，该应用程序的性能就会越快。
• 因此: ASICs是最快的，但是是特定应用的，而不是通用的.普通的MCU/CPU是最慢的(相对的，无论如何都不称它们为“慢”！)但都是通用的，可以运行任何二进制兼容的应用程序。而FPGA处于中间位置，因为它们都是应用程序专用的和可编程的。

我上面的理解有什么不正确吗？如果是的话，请纠正我！

Answer 1

你把事情搞混了。你已经知道了它的要点，但还没有完全理解。

让我们比较一下通用微处理器、微控制器、FPGA和ASIC。你把微控制器和微处理器混为一谈，而你真的不该这么做。

通用微处理器:这些是台式机和膝上型处理器，英特尔奔腾芯片，AMD雅典乐等。这些是昂贵的，很高的功率(瓦特)，高性能处理器。它们需要大量的支持电路才能运行。

微控制器:这些经典的设备，如8位Atmel AVRs，微芯片图片，和许多其他设备.它们通常是廉价的，低速的，低性能的，低功率的设备，并且通常需要很少的支持电路来操作。40W对于CPU来说是低的，而对于一个微控制器则是高的。它们的内存非常少，通常只有4-8K的SRAM和64 of的闪存。

许多应用程序中的处理器，如手机，模糊了通用微处理器之间的界限，具有更高的性能和更大的内存，但功耗仍然很低。有许多ARM产品正在微控制器领域取得进展，它们的性能远远超过上面所述的微控制器，虽然功耗要高得多，但在支持电路和成本方面却是相似的。例如，数码相机中的处理器可能是一个很难装进任何一个桶的芯片(而且可能会有一个强大的DSP来配合它)。

FPGA经济地处于微控制器和ASIC的中间。它们提供高速和低功耗的折衷，但灵活性降低，复杂性增加.为它们编写VHDL或Verilog比为微控制器编写C要复杂得多。现在，除非您的应用程序有大量的模拟组件，否则ASIC通常不会比FPGA更具成本效益。FPGA也不是微处理器，也不是微控制器，但是，只要它有正确的外围设备，就可以编写一个作为微控制器的程序。

专用集成电路(ASIC)。这些是为特定任务设计的定制芯片。根据我的经验，ASIC标签是针对单一客户/单一产品设计的芯片，而不仅仅是它们的专业程度。我个人不会把数字钥匙目录中的任何东西叫做ASIC，只是一个IC。甚至像TI ADS1298R，一种专门为心电设备设计的芯片。ASICs用于速度、功率或尺寸限制的专用产品，在这些产品中，没有现有的通用部件可以满足需要。ASIC不一定是为了最大的速度而设计的，它也可以是低功耗的。一个ASIC可以做到所有，并给你的速度，力量和大小的任何组合，你需要，但达到那里将花费你比任何其他选择。

同样，与FPGA一样，ASIC既不是微控制器，也不是微处理器，但可以在ASIC中实现。然而，这样做是非常昂贵和复杂的，你需要重新思考你在做什么。相反，您将实现一个设备来计算拼图中的一些小部分，即应用程序最紧的循环中的元素，然后使用通用部件来处理其他所有内容。

当然，正如所提到的，有很多设备不太适合这些水桶。

最后，通用微处理器不一定是最慢的，事实上，桌面处理器速度非常快，几乎超过了FPGA所能做到的所有功能。然而，与FPGA相比，它们还需要大量的能量。因此，您是否想使用常规处理器或FPGA将取决于您的应用程序是插到墙上还是运行一个微型电池。