Es crucial conocer las diferencias entre FPGA, microprocesadores y microcontroladores para elegir el correcto para su proyecto.<\/p>\n\n\n\n
Hemos preparado una gu\u00eda en profundidad que se centra en las diferencias de varios componentes para que su proyecto pueda tener \u00e9xito y resultar eficiente.<\/p>\n\n\n\n
1. FPGA<\/strong><\/h2>\n\n\n\n1.1\u00a0\u00bfQu\u00e9 es FPGA?\u00a0<\/strong><\/h3>\n\n\n\nFPGA es la abreviatura de Field-Programmable Gate Array y es un tipo de circuito integrado. Un ingeniero o dise\u00f1ador puede programarlo despu\u00e9s de la fabricaci\u00f3n para realizar diversas tareas.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA vienen con muchos bloques l\u00f3gicos programables y marcos de interconexiones que se pueden reconfigurar para volver a cablear. Las puertas l\u00f3gicas se pueden interconectar utilizando diferentes configuraciones, lo que les permite conectarse entre s\u00ed. Puede realizar funciones combinacionales complejas configurando los bloques l\u00f3gicos y puertas l\u00f3gicas seguras como XOR y AND.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n encontrar\u00e1 componentes de memoria en una FPGA, como bloques de memoria completos y flip-flops simples.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA se encuentran en autom\u00f3viles, centros de datos, equipos m\u00e9dicos, herramientas de procesamiento de im\u00e1genes y video, comunicaciones por cable, etc.<\/p>\n\n\n\n
![\"FPGA\u00a0y](\"https:\/\/placapcb.com\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/1-7.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 1: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
1.2\u00a0Programaci\u00f3n FPGA\u00a0<\/strong><\/h3>\n\n\n\nLa programaci\u00f3n FPGA es el proceso de configurar o reconfigurar el IC utilizando lenguajes descriptivos de hardware como VHDL y Verilog. A trav\u00e9s de la programaci\u00f3n, los FPGA pueden realizar funciones espec\u00edficas conectando los bloques l\u00f3gicos y las interconexiones. <\/p>\n\n\n\n
Lenguaje de programaci\u00f3n FPGA<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n1.Lenguaje de programaci\u00f3n para hardware llamado FPGA<\/p>\n\n\n\n
2.Lenguaje de descripci\u00f3n, ya que est\u00e1 destinado a dise\u00f1ar o describir hardware. Los dos lenguajes que se utilizan com\u00fanmente para programar FPGA incluyen VHDL y Verilog HDL.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
VHDL<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nEl Departamento de Defensa de EE. UU. Desarroll\u00f3 VHDL, un lenguaje VHSIC (circuitos integrados de muy alta velocidad). El Departamento investig\u00f3 el idioma durante la d\u00e9cada de 1980 para crear circuitos de alta velocidad. Fue adoptado como est\u00e1ndar IEEE 1076 en el a\u00f1o 1987.<\/p>\n\n\n\n
Se usa ampliamente para dise\u00f1ar circuitos de se\u00f1ales anal\u00f3gicas mixtas y digitales. <\/p>\n\n\n\n
Verilog HDL<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n- Warmke, C.-L, cre\u00f3 el lenguaje. Huang, P. Goel y P. Moorby para realizar una simulaci\u00f3n y modelar puertas en 1984 para un simulador l\u00f3gico. Cadence se hizo cargo del proyecto en 1990 y adquiri\u00f3 el est\u00e1ndar IEEE 1364 en 1995.<\/li><\/ul>\n\n\n\n
E. Se utiliza para validar y dise\u00f1ar circuitos digitales, as\u00ed como para circuitos anal\u00f3gicos o de se\u00f1al mixta. <\/p>\n\n\n\n
1.3 Tablero FPGA<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos FPGA son circuitos integrados destinados a realizar tareas espec\u00edficas. Puede comprar FPGA como un producto independiente o optar por placas FPGA que se utilizan con fines de emulaci\u00f3n y desarrollo.<\/p>\n\n\n\n
Las placas FPGA facilitan su trabajo y no requieren que compre dispositivos perif\u00e9ricos adicionales. Los paneles tienen algunas formas de almacenamiento externo y vienen con RAM y ROM para realizar tareas. Tambi\u00e9n puede encontrar interruptores, LED, encabezados de expansi\u00f3n de clavijas, flip-flops y los puertos de E \/ S necesarios.<\/p>\n\n\n\n
Puede ser una opci\u00f3n rentable comprar una placa FPGA en lugar de invertir en piezas de hardware independientes. <\/p>\n\n\n\n
1.3\u00a0Tutorial de FPGA\u00a0<\/strong><\/h3>\n\n\n\nSer\u00eda \u00fatil si entendiera el dise\u00f1o l\u00f3gico digital y est\u00e9 familiarizado con conceptos como puertas l\u00f3gicas y circuitos l\u00f3gicos secuenciales y combinacionales. Luego, puede aprender el lenguaje de programaci\u00f3n Verilog o VHDL para configurar sus FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Si desea obtener ayuda, se pueden usar muchos videos en l\u00ednea para obtener instrucciones paso a paso. Tambi\u00e9n hay muchas gu\u00edas y tutoriales disponibles en Internet para aprender a programar FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Ahora echaremos un vistazo a los microcontroladores en nuestro pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
2. microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nLos microcontroladores son como computadoras con su RAM, ROM, puertos de E \/ S y otros dispositivos perif\u00e9ricos para realizar tareas espec\u00edficas. Puede encontrar diferentes microcontroladores como el microcontrolador Arduino y el microcontrolador Pic.<\/p>\n\n\n\n
![\"microcontrolador\u00a0\"](\"https:\/\/placapcb.com\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/2-6.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 2: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
Microcontrolador PIC <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nMicrochip Technology produce microcontroladores PIC basados en el PIC1650 desarrollado por General Instrument. Las versiones anteriores salieron en 1976 y la compa\u00f1\u00eda vendi\u00f3 m\u00e1s de doce mil millones de kits en 2013.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores se pueden reprogramar y utilizar la memoria flash para almacenamiento. Los microcontroladores vienen en diferentes modelos y los modernos utilizan chips potentes con instrucciones para el procesamiento de se\u00f1ales digitales.<\/p>\n\n\n\n
Puede comprarlos en diferentes combinaciones de pines que van desde 6 pines hasta chips de 144 pines. Tambi\u00e9n incluye puertos de comunicaci\u00f3n, USB, pines de E \/ S y m\u00f3dulos ADC y DAC. Puede utilizar el software proporcionado por la empresa para programar los microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
Programaci\u00f3n de microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos microcontroladores se pueden programar utilizando una variedad de lenguaje ensamblador. Actualmente, tambi\u00e9n se utilizan muchos lenguajes de programaci\u00f3n de alto nivel, como JavaScript, Python y C. Algunos lenguajes se han dise\u00f1ado con un prop\u00f3sito espec\u00edfico, mientras que otros son lenguajes de programaci\u00f3n generales como C.<\/p>\n\n\n\n
Los lenguajes de prop\u00f3sito general pueden tener algunas restricciones y tambi\u00e9n caracter\u00edsticas para admitir las capacidades<\/u><\/a>\u00a0\u00fanicas de un microcontrolador. Los fabricantes tambi\u00e9n lanzan un entorno de programaci\u00f3n para que los usuarios ayuden en su desarrollo.<\/p>\n\n\n\nEn el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo, veremos las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
3. microprocesador vs. Microcontrolador<\/strong><\/h2>\n\n\n\nMucha gente usa los t\u00e9rminos microprocesador y microcontrolador indistintamente, pero son dos cosas completamente diferentes. Puede encontrar algunas similitudes entre ellos, y ambos est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar actividades en tiempo real.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores y los microcontroladores no se pueden diferenciar solo por el estudio visual, y ambos son tipos de CI. Puede encontrar diferentes versiones en el mercado que van desde 6 pines hasta 100 pines seg\u00fan el prop\u00f3sito y las caracter\u00edsticas.<\/p>\n\n\n\n
![\"microprocesador](\"https:\/\/placapcb.com\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/3-8.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 3: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
3.1 Diferencia entre microprocesador y microcontrolador <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos microprocesadores son circuitos integrados que vienen con una computadora o CPU en su interior y est\u00e1n equipados con potencia de procesamiento. Los ejemplos pueden ser Pentium 3, 4, i5, core two duos y otros que se encuentran en las computadoras.<\/p>\n\n\n\n
No encontrar\u00e1 perif\u00e9ricos como RAM, ROM en el chip. El dise\u00f1ador proporciona los perif\u00e9ricos fuera del chip para lograr la funcionalidad.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador en s\u00ed es una computadora con RAM, ROM, temporizadores, puertos de E \/ S y otros perif\u00e9ricos integrados. Tambi\u00e9n se les conoce como computadora en un solo chip o mini-computadoras por este motivo. Hay muchos microcontroladores disponibles en la actualidad con una variedad de caracter\u00edsticas en diferentes versiones.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores son voluminosos debido a los perif\u00e9ricos externos, mientras que los microcontroladores son m\u00e1s peque\u00f1os. Microprocesadores forman el coraz\u00f3n de un sistema inform\u00e1tico, mientras que los microcontroladores controlan los sistemas integrados.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar tareas espec\u00edficas donde se han definido la entrada y la salida. Se realiza alg\u00fan procesamiento en funci\u00f3n de la naturaleza de la aplicaci\u00f3n y se genera trabajo. La especificidad de las tareas requiere un uso significativamente menor de puertos de E \/ S, RAM, ROM y pueden adaptarse a un solo chip.<\/p>\n\n\n\n
Las ventajas incluyen la reducci\u00f3n de costes y se pueden encontrar en dispositivos como mandos a distancia, m\u00f3viles, teclados, pendrives, c\u00e1maras digitales, etc.<\/p>\n\n\n\n
No usa microprocesadores para tareas espec\u00edficas.<\/strong><\/h4>\n\n\n\nSino para tareas de m\u00faltiples facetas, como desarrollar juegos, software, sitios web y edici\u00f3n de videos. La relaci\u00f3n entre entrada y salida no est\u00e1 definida en este caso.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados para manejar tareas complejas y alcanzar velocidades de reloj mucho m\u00e1s altas que los microcontroladores. Los microprocesadores modernos pueden ir m\u00e1s all\u00e1 de 1 GHz, mientras que los microcontroladores logran alcanzar un m\u00e1ximo de 30 a 50 MHz.<\/p>\n\n\n\n
Otra diferencia est\u00e1 relacionada con el costo. Puede comprar un microcontrolador a un precio mucho menor que un microprocesador. Sin embargo, usar un microcontrolador en lugar de un microprocesador no es adecuado, mientras que usar un microprocesador en lugar de un microcontrolador hace que la aplicaci\u00f3n sea costosa.<\/p>\n\n\n\n
El costo tambi\u00e9n es menor porque los microcontroladores se configuran con tecnolog\u00eda CMOS. Los microprocesadores requieren m\u00faltiples componentes externos para funcionar y, al final, se vuelven costosos.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores tienen un sistema de ahorro de energ\u00eda, mientras que los microprocesadores carecen de dicha caracter\u00edstica. Microprocesadores tambi\u00e9n consumen menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con el microprocesador, ya que no necesitan la contribuci\u00f3n de componentes externos.<\/p>\n\n\n\n
La arquitectura de Harvard se utiliza para dise\u00f1ar un microcontrolador con memoria y programaci\u00f3n de informaci\u00f3n espec\u00edfica. Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados con una arquitectura von-Neumann, donde la memoria se transfiere a un m\u00f3dulo de memoria equivalente.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores no necesitan tantos registros como los microcontroladores. El primero tiene operaciones basadas en memoria y el segundo hace que los programas sean m\u00e1s accesibles para escribir.<\/p>\n\n\n\n
Hemos cubierto las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores, y ya deber\u00eda tener una comprensi\u00f3n clara de ambos. Ahora exploraremos las diferencias entre FPGA y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
4. FPGA vs. Microcontroladores\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nLos microcontroladores y los FPGA son las dos herramientas m\u00e1s esenciales que utilizan tanto los aficionados como los ingenieros el\u00e9ctricos. Es necesario pasar por una discusi\u00f3n sobre FPGA vs. microcontrolador para distinguir entre los dos.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, primero, \u00a1tambi\u00e9n veremos las similitudes! Ambos componentes est\u00e1n destinados a monitorear los valores de salida y el efecto basado en el valor de salida en un sentido m\u00e1s amplio. Puede crear una arquitectura de microcontrolador utilizando un FPGA, pero no es posible lo contrario.<\/p>\n\n\n\n
![\"FPGA\u00a0y](\"https:\/\/placapcb.com\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/4-6.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 4: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
4.1 Diferencia entre FPGA y microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nCasi todos los dispositivos inform\u00e1ticos vienen con un microcontrolador integrado para realizar tareas e interacciones. Puede comparar la estructura de un microcontrolador con la de una computadora, que tiene todos los perif\u00e9ricos necesarios, como memoria, puertos de entrada y salida y temporizadores. Puede programarse para realizar tareas sencillas en nombre de otro hardware.<\/p>\n\n\n\n
FPGA es un circuito integrado que viene con millones de puertas l\u00f3gicas y se puede hacer que lleve a cabo tareas programando las puertas l\u00f3gicas. Los FPGA necesitan perif\u00e9ricos externos como RAM y ROM para su aplicaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador utiliza un programa de software para ejecutar comandos consecutivamente, como C, C ++. La conexi\u00f3n de programaci\u00f3n de la FPGA est\u00e1 en el circuito l\u00f3gico y utiliza soluciones de programaci\u00f3n como VHDL y Verilog.<\/p>\n\n\n\n
La potencia de procesamiento de los microcontroladores est\u00e1 limitada en el tiempo y se basa en la potencia de ciclo de su procesador. Los FPGA tienen un espacio limitado; necesita crear m\u00e1s circuitos l\u00f3gicos para lograr la escala de codificaci\u00f3n deseada.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA son m\u00e1s vers\u00e1tiles y flexibles debido a su naturaleza. Son ‘programables en campo’: puede reprogramar el FPGA para realizar cualquier tarea l\u00f3gica que pueda acomodarse dentro de las puertas l\u00f3gicas disponibles. Las puertas l\u00f3gicas se pueden volver a cablear tantas veces como sea necesario para cambiar el programa y realizar una tarea diferente.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden realizar tareas limitadas porque vienen con instrucciones y sus circuitos. Un programador tiene que cumplir con las restricciones mientras desarrolla el c\u00f3digo.<\/p>\n\n\n\n
Los dos tambi\u00e9n difieren en los m\u00e9todos utilizados para procesar las instrucciones. Los microcontroladores leen cada l\u00ednea del programa de forma secuencial; eso significa que los comandos tambi\u00e9n se procesan en secuencia. <\/p>\n\n\n\n
FPGA pueden procesar \u00f3rdenes simult\u00e1neamente y pueden ejecutar numerosas l\u00edneas de c\u00f3digos en un momento dado. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nTambi\u00e9n est\u00e1n cableados como un circuito el\u00e9ctrico para que pueda obtener circuitos paralelos adecuados.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, en los microcontroladores, el procesador cambia de un c\u00f3digo a otro para lograr cierto nivel de paralelismo. Le resultar\u00e1 m\u00e1s f\u00e1cil escribir los siguientes c\u00f3digos en microcontroladores que en FPGA.<\/p>\n\n\n\n
La capacidad de procesamiento paralelo de los FPGA le permite controlar las interrupciones de forma eficaz mediante el uso de m\u00e1quinas de estado finito (FSM). En el caso de los microcontroladores, debe tener en cuenta el tiempo que tarda ISR en resolver una interrupci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Puede recablear un FPGA f\u00e1cilmente con solo reprogramarlo. La configuraci\u00f3n en un FPGA se carga en las celdas l\u00f3gicas configurables cuando se enciende la energ\u00eda. No es necesario realizar ning\u00fan cambio en el hardware para reprogramar la FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden ejecutar un programa y realizar tareas generales. Si desea cambiar el conjunto de instrucciones de la placa, deber\u00e1 modificar el dise\u00f1o del IC de silicio.<\/p>\n\n\n\n
FPGA son adecuados para el procesamiento de datos en paralelo a alta velocidad y vienen con un alto grado de personalizaci\u00f3n. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nSin embargo, tambi\u00e9n tienen los inconvenientes del funcionamiento del prototipo y la complejidad de la configuraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Se necesita tiempo para crear una funci\u00f3n FPGA, ya que necesita compilar todos los c\u00f3digos desde cero y luego convertirlos a lenguaje de m\u00e1quina. Para los microcontroladores, puede encontrar paquetes listos para usar para realizar tareas espec\u00edficas y personalizarlos para que se adapten a sus necesidades.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores son f\u00e1ciles de usar y configurar y pueden manejar datos secuenciales de alta velocidad. Sin embargo, carecen de algunas de las caracter\u00edsticas de los FPGA. Los microcontroladores son m\u00e1s flexibles en lo que respecta a la programaci\u00f3n, pero no se pueden personalizar con precisi\u00f3n a trav\u00e9s del hardware.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n se enfrentar\u00e1 a una curva de aprendizaje pronunciada cuando se trate de la programaci\u00f3n FPGA. Puede adaptar el m\u00e9todo de prueba y error y probar sus desarrollos utilizando microcontroladores.<\/p>\n\n\n\n
Cuando se trata de las diferencias entre el microcontrolador y la FPGA, tambi\u00e9n debe tener en cuenta el consumo de energ\u00eda. Discutiremos el tema en el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
5. FPGA vs. Consumo de energ\u00eda del microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSe sabe que los FPGA consumen m\u00e1s energ\u00eda que los microcontroladores por varias razones. Puede representar un desaf\u00edo para los ingenieros que buscan hacer sistemas de energ\u00eda eficientes. Los FPGA pueden superar las limitaciones de potencia de un sistema integrado y es posible que no sean adecuados para todos los prop\u00f3sitos.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA se han utilizado para la emulaci\u00f3n y la creaci\u00f3n de prototipos, pero no son tan eficientes como otros componentes como los ASIC. Puede reprogramar un FPGA, pero vendr\u00e1 con el inconveniente de la ineficiencia a medida que la utilizaci\u00f3n de la l\u00f3gica se vuelve baja debido a las restricciones de lugar y ruta.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n consume mucha energ\u00eda debido a los transistores no utilizados. Los \u00e1rboles de reloj ineficientes y las rutas de se\u00f1al extendidas tambi\u00e9n contribuyen a un mayor consumo de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
FPGA para tareas de alta velocidad m\u00e1s all\u00e1 de las capacidades del microcontrolador. Por esta raz\u00f3n, los FPGA no est\u00e1n optimizados para el consumo de energ\u00eda. Los microcontroladores tienen velocidades de procesamiento de solo unos pocos MHz y consumen mucha menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con los FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n puede encontrar modos inactivos o de ahorro de energ\u00eda en microcontroladores, lo que los convierte en una opci\u00f3n sostenible en muchos casos. Algunos de ellos vienen con corrientes de sue\u00f1o inferiores a 1 \u00b5A y pueden funcionar a unos pocos \u00b5A durante frecuencias de reloj lentas.<\/p>\n\n\n\n
No podr\u00e1 encontrar ninguna FPGA con tan bajos requisitos de potencia en el mercado. Es por eso que muchos sistemas FPGA utilizan un microcontrolador en la placa para aumentar la eficiencia energ\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n
![\"FPGA\u00a0y](\"https:\/\/placapcb.com\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/5-5.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 5: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
6. Conclusi\u00f3n <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\nPodemos ayudarlo a comprar circuitos y fabricar tableros<\/u><\/a>\u00a0siguiendo sus especificaciones y preferencias precisas.<\/p>\n\n\n\nSi tiene m\u00e1s preguntas sobre la fabricaci\u00f3n y el ensa<\/u><\/a>m<\/a><\/u>blaje de PCB<\/u><\/a>, comun\u00edquese con nosotros; Siempre estamos encantados de ayudarle.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? FPGA\u00a0y microcontroladores son dos de los elementos m\u00e1s populares que utilizan los ingenieros el\u00e9ctricos o los aficionados. Ambos pueden programarse para realizar determinadas funciones. Las posibilidades son infinitas si conoce los conceptos b\u00e1sicos, y es lo que veremos a continuaci\u00f3n. Sin embargo, antes […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":45606,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"yoast_head":"\n
FPGA\u00a0y microcontroladores: cu\u00e1l es mejor para sus necesidades<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? Ambos pueden programarse para realizar determinadas funciones\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/placapcb.com\/fpga-y-microcontroladores.html\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"FPGA\u00a0y microcontroladores: cu\u00e1l es mejor para sus necesidades\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? 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FPGA es la abreviatura de Field-Programmable Gate Array y es un tipo de circuito integrado. Un ingeniero o dise\u00f1ador puede programarlo despu\u00e9s de la fabricaci\u00f3n para realizar diversas tareas.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA vienen con muchos bloques l\u00f3gicos programables y marcos de interconexiones que se pueden reconfigurar para volver a cablear. Las puertas l\u00f3gicas se pueden interconectar utilizando diferentes configuraciones, lo que les permite conectarse entre s\u00ed. Puede realizar funciones combinacionales complejas configurando los bloques l\u00f3gicos y puertas l\u00f3gicas seguras como XOR y AND.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n encontrar\u00e1 componentes de memoria en una FPGA, como bloques de memoria completos y flip-flops simples.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA se encuentran en autom\u00f3viles, centros de datos, equipos m\u00e9dicos, herramientas de procesamiento de im\u00e1genes y video, comunicaciones por cable, etc.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 1: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
1.2\u00a0Programaci\u00f3n FPGA\u00a0<\/strong><\/h3>\n\n\n\nLa programaci\u00f3n FPGA es el proceso de configurar o reconfigurar el IC utilizando lenguajes descriptivos de hardware como VHDL y Verilog. A trav\u00e9s de la programaci\u00f3n, los FPGA pueden realizar funciones espec\u00edficas conectando los bloques l\u00f3gicos y las interconexiones. <\/p>\n\n\n\n
Lenguaje de programaci\u00f3n FPGA<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n1.Lenguaje de programaci\u00f3n para hardware llamado FPGA<\/p>\n\n\n\n
2.Lenguaje de descripci\u00f3n, ya que est\u00e1 destinado a dise\u00f1ar o describir hardware. Los dos lenguajes que se utilizan com\u00fanmente para programar FPGA incluyen VHDL y Verilog HDL.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
VHDL<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nEl Departamento de Defensa de EE. UU. Desarroll\u00f3 VHDL, un lenguaje VHSIC (circuitos integrados de muy alta velocidad). El Departamento investig\u00f3 el idioma durante la d\u00e9cada de 1980 para crear circuitos de alta velocidad. Fue adoptado como est\u00e1ndar IEEE 1076 en el a\u00f1o 1987.<\/p>\n\n\n\n
Se usa ampliamente para dise\u00f1ar circuitos de se\u00f1ales anal\u00f3gicas mixtas y digitales. <\/p>\n\n\n\n
Verilog HDL<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n- Warmke, C.-L, cre\u00f3 el lenguaje. Huang, P. Goel y P. Moorby para realizar una simulaci\u00f3n y modelar puertas en 1984 para un simulador l\u00f3gico. Cadence se hizo cargo del proyecto en 1990 y adquiri\u00f3 el est\u00e1ndar IEEE 1364 en 1995.<\/li><\/ul>\n\n\n\n
E. Se utiliza para validar y dise\u00f1ar circuitos digitales, as\u00ed como para circuitos anal\u00f3gicos o de se\u00f1al mixta. <\/p>\n\n\n\n
1.3 Tablero FPGA<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos FPGA son circuitos integrados destinados a realizar tareas espec\u00edficas. Puede comprar FPGA como un producto independiente o optar por placas FPGA que se utilizan con fines de emulaci\u00f3n y desarrollo.<\/p>\n\n\n\n
Las placas FPGA facilitan su trabajo y no requieren que compre dispositivos perif\u00e9ricos adicionales. Los paneles tienen algunas formas de almacenamiento externo y vienen con RAM y ROM para realizar tareas. Tambi\u00e9n puede encontrar interruptores, LED, encabezados de expansi\u00f3n de clavijas, flip-flops y los puertos de E \/ S necesarios.<\/p>\n\n\n\n
Puede ser una opci\u00f3n rentable comprar una placa FPGA en lugar de invertir en piezas de hardware independientes. <\/p>\n\n\n\n
1.3\u00a0Tutorial de FPGA\u00a0<\/strong><\/h3>\n\n\n\nSer\u00eda \u00fatil si entendiera el dise\u00f1o l\u00f3gico digital y est\u00e9 familiarizado con conceptos como puertas l\u00f3gicas y circuitos l\u00f3gicos secuenciales y combinacionales. Luego, puede aprender el lenguaje de programaci\u00f3n Verilog o VHDL para configurar sus FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Si desea obtener ayuda, se pueden usar muchos videos en l\u00ednea para obtener instrucciones paso a paso. Tambi\u00e9n hay muchas gu\u00edas y tutoriales disponibles en Internet para aprender a programar FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Ahora echaremos un vistazo a los microcontroladores en nuestro pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
2. microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nLos microcontroladores son como computadoras con su RAM, ROM, puertos de E \/ S y otros dispositivos perif\u00e9ricos para realizar tareas espec\u00edficas. Puede encontrar diferentes microcontroladores como el microcontrolador Arduino y el microcontrolador Pic.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 2: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
Microcontrolador PIC <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nMicrochip Technology produce microcontroladores PIC basados en el PIC1650 desarrollado por General Instrument. Las versiones anteriores salieron en 1976 y la compa\u00f1\u00eda vendi\u00f3 m\u00e1s de doce mil millones de kits en 2013.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores se pueden reprogramar y utilizar la memoria flash para almacenamiento. Los microcontroladores vienen en diferentes modelos y los modernos utilizan chips potentes con instrucciones para el procesamiento de se\u00f1ales digitales.<\/p>\n\n\n\n
Puede comprarlos en diferentes combinaciones de pines que van desde 6 pines hasta chips de 144 pines. Tambi\u00e9n incluye puertos de comunicaci\u00f3n, USB, pines de E \/ S y m\u00f3dulos ADC y DAC. Puede utilizar el software proporcionado por la empresa para programar los microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
Programaci\u00f3n de microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos microcontroladores se pueden programar utilizando una variedad de lenguaje ensamblador. Actualmente, tambi\u00e9n se utilizan muchos lenguajes de programaci\u00f3n de alto nivel, como JavaScript, Python y C. Algunos lenguajes se han dise\u00f1ado con un prop\u00f3sito espec\u00edfico, mientras que otros son lenguajes de programaci\u00f3n generales como C.<\/p>\n\n\n\n
Los lenguajes de prop\u00f3sito general pueden tener algunas restricciones y tambi\u00e9n caracter\u00edsticas para admitir las capacidades<\/u><\/a>\u00a0\u00fanicas de un microcontrolador. Los fabricantes tambi\u00e9n lanzan un entorno de programaci\u00f3n para que los usuarios ayuden en su desarrollo.<\/p>\n\n\n\nEn el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo, veremos las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
3. microprocesador vs. Microcontrolador<\/strong><\/h2>\n\n\n\nMucha gente usa los t\u00e9rminos microprocesador y microcontrolador indistintamente, pero son dos cosas completamente diferentes. Puede encontrar algunas similitudes entre ellos, y ambos est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar actividades en tiempo real.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores y los microcontroladores no se pueden diferenciar solo por el estudio visual, y ambos son tipos de CI. Puede encontrar diferentes versiones en el mercado que van desde 6 pines hasta 100 pines seg\u00fan el prop\u00f3sito y las caracter\u00edsticas.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 3: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
3.1 Diferencia entre microprocesador y microcontrolador <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos microprocesadores son circuitos integrados que vienen con una computadora o CPU en su interior y est\u00e1n equipados con potencia de procesamiento. Los ejemplos pueden ser Pentium 3, 4, i5, core two duos y otros que se encuentran en las computadoras.<\/p>\n\n\n\n
No encontrar\u00e1 perif\u00e9ricos como RAM, ROM en el chip. El dise\u00f1ador proporciona los perif\u00e9ricos fuera del chip para lograr la funcionalidad.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador en s\u00ed es una computadora con RAM, ROM, temporizadores, puertos de E \/ S y otros perif\u00e9ricos integrados. Tambi\u00e9n se les conoce como computadora en un solo chip o mini-computadoras por este motivo. Hay muchos microcontroladores disponibles en la actualidad con una variedad de caracter\u00edsticas en diferentes versiones.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores son voluminosos debido a los perif\u00e9ricos externos, mientras que los microcontroladores son m\u00e1s peque\u00f1os. Microprocesadores forman el coraz\u00f3n de un sistema inform\u00e1tico, mientras que los microcontroladores controlan los sistemas integrados.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar tareas espec\u00edficas donde se han definido la entrada y la salida. Se realiza alg\u00fan procesamiento en funci\u00f3n de la naturaleza de la aplicaci\u00f3n y se genera trabajo. La especificidad de las tareas requiere un uso significativamente menor de puertos de E \/ S, RAM, ROM y pueden adaptarse a un solo chip.<\/p>\n\n\n\n
Las ventajas incluyen la reducci\u00f3n de costes y se pueden encontrar en dispositivos como mandos a distancia, m\u00f3viles, teclados, pendrives, c\u00e1maras digitales, etc.<\/p>\n\n\n\n
No usa microprocesadores para tareas espec\u00edficas.<\/strong><\/h4>\n\n\n\nSino para tareas de m\u00faltiples facetas, como desarrollar juegos, software, sitios web y edici\u00f3n de videos. La relaci\u00f3n entre entrada y salida no est\u00e1 definida en este caso.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados para manejar tareas complejas y alcanzar velocidades de reloj mucho m\u00e1s altas que los microcontroladores. Los microprocesadores modernos pueden ir m\u00e1s all\u00e1 de 1 GHz, mientras que los microcontroladores logran alcanzar un m\u00e1ximo de 30 a 50 MHz.<\/p>\n\n\n\n
Otra diferencia est\u00e1 relacionada con el costo. Puede comprar un microcontrolador a un precio mucho menor que un microprocesador. Sin embargo, usar un microcontrolador en lugar de un microprocesador no es adecuado, mientras que usar un microprocesador en lugar de un microcontrolador hace que la aplicaci\u00f3n sea costosa.<\/p>\n\n\n\n
El costo tambi\u00e9n es menor porque los microcontroladores se configuran con tecnolog\u00eda CMOS. Los microprocesadores requieren m\u00faltiples componentes externos para funcionar y, al final, se vuelven costosos.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores tienen un sistema de ahorro de energ\u00eda, mientras que los microprocesadores carecen de dicha caracter\u00edstica. Microprocesadores tambi\u00e9n consumen menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con el microprocesador, ya que no necesitan la contribuci\u00f3n de componentes externos.<\/p>\n\n\n\n
La arquitectura de Harvard se utiliza para dise\u00f1ar un microcontrolador con memoria y programaci\u00f3n de informaci\u00f3n espec\u00edfica. Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados con una arquitectura von-Neumann, donde la memoria se transfiere a un m\u00f3dulo de memoria equivalente.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores no necesitan tantos registros como los microcontroladores. El primero tiene operaciones basadas en memoria y el segundo hace que los programas sean m\u00e1s accesibles para escribir.<\/p>\n\n\n\n
Hemos cubierto las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores, y ya deber\u00eda tener una comprensi\u00f3n clara de ambos. Ahora exploraremos las diferencias entre FPGA y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
4. FPGA vs. Microcontroladores\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nLos microcontroladores y los FPGA son las dos herramientas m\u00e1s esenciales que utilizan tanto los aficionados como los ingenieros el\u00e9ctricos. Es necesario pasar por una discusi\u00f3n sobre FPGA vs. microcontrolador para distinguir entre los dos.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, primero, \u00a1tambi\u00e9n veremos las similitudes! Ambos componentes est\u00e1n destinados a monitorear los valores de salida y el efecto basado en el valor de salida en un sentido m\u00e1s amplio. Puede crear una arquitectura de microcontrolador utilizando un FPGA, pero no es posible lo contrario.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 4: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
4.1 Diferencia entre FPGA y microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nCasi todos los dispositivos inform\u00e1ticos vienen con un microcontrolador integrado para realizar tareas e interacciones. Puede comparar la estructura de un microcontrolador con la de una computadora, que tiene todos los perif\u00e9ricos necesarios, como memoria, puertos de entrada y salida y temporizadores. Puede programarse para realizar tareas sencillas en nombre de otro hardware.<\/p>\n\n\n\n
FPGA es un circuito integrado que viene con millones de puertas l\u00f3gicas y se puede hacer que lleve a cabo tareas programando las puertas l\u00f3gicas. Los FPGA necesitan perif\u00e9ricos externos como RAM y ROM para su aplicaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador utiliza un programa de software para ejecutar comandos consecutivamente, como C, C ++. La conexi\u00f3n de programaci\u00f3n de la FPGA est\u00e1 en el circuito l\u00f3gico y utiliza soluciones de programaci\u00f3n como VHDL y Verilog.<\/p>\n\n\n\n
La potencia de procesamiento de los microcontroladores est\u00e1 limitada en el tiempo y se basa en la potencia de ciclo de su procesador. Los FPGA tienen un espacio limitado; necesita crear m\u00e1s circuitos l\u00f3gicos para lograr la escala de codificaci\u00f3n deseada.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA son m\u00e1s vers\u00e1tiles y flexibles debido a su naturaleza. Son ‘programables en campo’: puede reprogramar el FPGA para realizar cualquier tarea l\u00f3gica que pueda acomodarse dentro de las puertas l\u00f3gicas disponibles. Las puertas l\u00f3gicas se pueden volver a cablear tantas veces como sea necesario para cambiar el programa y realizar una tarea diferente.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden realizar tareas limitadas porque vienen con instrucciones y sus circuitos. Un programador tiene que cumplir con las restricciones mientras desarrolla el c\u00f3digo.<\/p>\n\n\n\n
Los dos tambi\u00e9n difieren en los m\u00e9todos utilizados para procesar las instrucciones. Los microcontroladores leen cada l\u00ednea del programa de forma secuencial; eso significa que los comandos tambi\u00e9n se procesan en secuencia. <\/p>\n\n\n\n
FPGA pueden procesar \u00f3rdenes simult\u00e1neamente y pueden ejecutar numerosas l\u00edneas de c\u00f3digos en un momento dado. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nTambi\u00e9n est\u00e1n cableados como un circuito el\u00e9ctrico para que pueda obtener circuitos paralelos adecuados.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, en los microcontroladores, el procesador cambia de un c\u00f3digo a otro para lograr cierto nivel de paralelismo. Le resultar\u00e1 m\u00e1s f\u00e1cil escribir los siguientes c\u00f3digos en microcontroladores que en FPGA.<\/p>\n\n\n\n
La capacidad de procesamiento paralelo de los FPGA le permite controlar las interrupciones de forma eficaz mediante el uso de m\u00e1quinas de estado finito (FSM). En el caso de los microcontroladores, debe tener en cuenta el tiempo que tarda ISR en resolver una interrupci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Puede recablear un FPGA f\u00e1cilmente con solo reprogramarlo. La configuraci\u00f3n en un FPGA se carga en las celdas l\u00f3gicas configurables cuando se enciende la energ\u00eda. No es necesario realizar ning\u00fan cambio en el hardware para reprogramar la FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden ejecutar un programa y realizar tareas generales. Si desea cambiar el conjunto de instrucciones de la placa, deber\u00e1 modificar el dise\u00f1o del IC de silicio.<\/p>\n\n\n\n
FPGA son adecuados para el procesamiento de datos en paralelo a alta velocidad y vienen con un alto grado de personalizaci\u00f3n. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nSin embargo, tambi\u00e9n tienen los inconvenientes del funcionamiento del prototipo y la complejidad de la configuraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Se necesita tiempo para crear una funci\u00f3n FPGA, ya que necesita compilar todos los c\u00f3digos desde cero y luego convertirlos a lenguaje de m\u00e1quina. Para los microcontroladores, puede encontrar paquetes listos para usar para realizar tareas espec\u00edficas y personalizarlos para que se adapten a sus necesidades.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores son f\u00e1ciles de usar y configurar y pueden manejar datos secuenciales de alta velocidad. Sin embargo, carecen de algunas de las caracter\u00edsticas de los FPGA. Los microcontroladores son m\u00e1s flexibles en lo que respecta a la programaci\u00f3n, pero no se pueden personalizar con precisi\u00f3n a trav\u00e9s del hardware.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n se enfrentar\u00e1 a una curva de aprendizaje pronunciada cuando se trate de la programaci\u00f3n FPGA. Puede adaptar el m\u00e9todo de prueba y error y probar sus desarrollos utilizando microcontroladores.<\/p>\n\n\n\n
Cuando se trata de las diferencias entre el microcontrolador y la FPGA, tambi\u00e9n debe tener en cuenta el consumo de energ\u00eda. Discutiremos el tema en el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
5. FPGA vs. Consumo de energ\u00eda del microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSe sabe que los FPGA consumen m\u00e1s energ\u00eda que los microcontroladores por varias razones. Puede representar un desaf\u00edo para los ingenieros que buscan hacer sistemas de energ\u00eda eficientes. Los FPGA pueden superar las limitaciones de potencia de un sistema integrado y es posible que no sean adecuados para todos los prop\u00f3sitos.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA se han utilizado para la emulaci\u00f3n y la creaci\u00f3n de prototipos, pero no son tan eficientes como otros componentes como los ASIC. Puede reprogramar un FPGA, pero vendr\u00e1 con el inconveniente de la ineficiencia a medida que la utilizaci\u00f3n de la l\u00f3gica se vuelve baja debido a las restricciones de lugar y ruta.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n consume mucha energ\u00eda debido a los transistores no utilizados. Los \u00e1rboles de reloj ineficientes y las rutas de se\u00f1al extendidas tambi\u00e9n contribuyen a un mayor consumo de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
FPGA para tareas de alta velocidad m\u00e1s all\u00e1 de las capacidades del microcontrolador. Por esta raz\u00f3n, los FPGA no est\u00e1n optimizados para el consumo de energ\u00eda. Los microcontroladores tienen velocidades de procesamiento de solo unos pocos MHz y consumen mucha menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con los FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n puede encontrar modos inactivos o de ahorro de energ\u00eda en microcontroladores, lo que los convierte en una opci\u00f3n sostenible en muchos casos. Algunos de ellos vienen con corrientes de sue\u00f1o inferiores a 1 \u00b5A y pueden funcionar a unos pocos \u00b5A durante frecuencias de reloj lentas.<\/p>\n\n\n\n
No podr\u00e1 encontrar ninguna FPGA con tan bajos requisitos de potencia en el mercado. Es por eso que muchos sistemas FPGA utilizan un microcontrolador en la placa para aumentar la eficiencia energ\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 5: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
6. Conclusi\u00f3n <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\nPodemos ayudarlo a comprar circuitos y fabricar tableros<\/u><\/a>\u00a0siguiendo sus especificaciones y preferencias precisas.<\/p>\n\n\n\nSi tiene m\u00e1s preguntas sobre la fabricaci\u00f3n y el ensa<\/u><\/a>m<\/a><\/u>blaje de PCB<\/u><\/a>, comun\u00edquese con nosotros; Siempre estamos encantados de ayudarle.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? FPGA\u00a0y microcontroladores son dos de los elementos m\u00e1s populares que utilizan los ingenieros el\u00e9ctricos o los aficionados. Ambos pueden programarse para realizar determinadas funciones. Las posibilidades son infinitas si conoce los conceptos b\u00e1sicos, y es lo que veremos a continuaci\u00f3n. Sin embargo, antes […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":45606,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"yoast_head":"\n
FPGA\u00a0y microcontroladores: cu\u00e1l es mejor para sus necesidades<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? Ambos pueden programarse para realizar determinadas funciones\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/placapcb.com\/fpga-y-microcontroladores.html\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"FPGA\u00a0y microcontroladores: cu\u00e1l es mejor para sus necesidades\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? 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1.Lenguaje de programaci\u00f3n para hardware llamado FPGA<\/p>\n\n\n\n
2.Lenguaje de descripci\u00f3n, ya que est\u00e1 destinado a dise\u00f1ar o describir hardware. Los dos lenguajes que se utilizan com\u00fanmente para programar FPGA incluyen VHDL y Verilog HDL.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
VHDL<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nEl Departamento de Defensa de EE. UU. Desarroll\u00f3 VHDL, un lenguaje VHSIC (circuitos integrados de muy alta velocidad). El Departamento investig\u00f3 el idioma durante la d\u00e9cada de 1980 para crear circuitos de alta velocidad. Fue adoptado como est\u00e1ndar IEEE 1076 en el a\u00f1o 1987.<\/p>\n\n\n\n
Se usa ampliamente para dise\u00f1ar circuitos de se\u00f1ales anal\u00f3gicas mixtas y digitales. <\/p>\n\n\n\n
Verilog HDL<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n- Warmke, C.-L, cre\u00f3 el lenguaje. Huang, P. Goel y P. Moorby para realizar una simulaci\u00f3n y modelar puertas en 1984 para un simulador l\u00f3gico. Cadence se hizo cargo del proyecto en 1990 y adquiri\u00f3 el est\u00e1ndar IEEE 1364 en 1995.<\/li><\/ul>\n\n\n\n
E. Se utiliza para validar y dise\u00f1ar circuitos digitales, as\u00ed como para circuitos anal\u00f3gicos o de se\u00f1al mixta. <\/p>\n\n\n\n
1.3 Tablero FPGA<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos FPGA son circuitos integrados destinados a realizar tareas espec\u00edficas. Puede comprar FPGA como un producto independiente o optar por placas FPGA que se utilizan con fines de emulaci\u00f3n y desarrollo.<\/p>\n\n\n\n
Las placas FPGA facilitan su trabajo y no requieren que compre dispositivos perif\u00e9ricos adicionales. Los paneles tienen algunas formas de almacenamiento externo y vienen con RAM y ROM para realizar tareas. Tambi\u00e9n puede encontrar interruptores, LED, encabezados de expansi\u00f3n de clavijas, flip-flops y los puertos de E \/ S necesarios.<\/p>\n\n\n\n
Puede ser una opci\u00f3n rentable comprar una placa FPGA en lugar de invertir en piezas de hardware independientes. <\/p>\n\n\n\n
1.3\u00a0Tutorial de FPGA\u00a0<\/strong><\/h3>\n\n\n\nSer\u00eda \u00fatil si entendiera el dise\u00f1o l\u00f3gico digital y est\u00e9 familiarizado con conceptos como puertas l\u00f3gicas y circuitos l\u00f3gicos secuenciales y combinacionales. Luego, puede aprender el lenguaje de programaci\u00f3n Verilog o VHDL para configurar sus FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Si desea obtener ayuda, se pueden usar muchos videos en l\u00ednea para obtener instrucciones paso a paso. Tambi\u00e9n hay muchas gu\u00edas y tutoriales disponibles en Internet para aprender a programar FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Ahora echaremos un vistazo a los microcontroladores en nuestro pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
2. microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nLos microcontroladores son como computadoras con su RAM, ROM, puertos de E \/ S y otros dispositivos perif\u00e9ricos para realizar tareas espec\u00edficas. Puede encontrar diferentes microcontroladores como el microcontrolador Arduino y el microcontrolador Pic.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 2: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
Microcontrolador PIC <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nMicrochip Technology produce microcontroladores PIC basados en el PIC1650 desarrollado por General Instrument. Las versiones anteriores salieron en 1976 y la compa\u00f1\u00eda vendi\u00f3 m\u00e1s de doce mil millones de kits en 2013.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores se pueden reprogramar y utilizar la memoria flash para almacenamiento. Los microcontroladores vienen en diferentes modelos y los modernos utilizan chips potentes con instrucciones para el procesamiento de se\u00f1ales digitales.<\/p>\n\n\n\n
Puede comprarlos en diferentes combinaciones de pines que van desde 6 pines hasta chips de 144 pines. Tambi\u00e9n incluye puertos de comunicaci\u00f3n, USB, pines de E \/ S y m\u00f3dulos ADC y DAC. Puede utilizar el software proporcionado por la empresa para programar los microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
Programaci\u00f3n de microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos microcontroladores se pueden programar utilizando una variedad de lenguaje ensamblador. Actualmente, tambi\u00e9n se utilizan muchos lenguajes de programaci\u00f3n de alto nivel, como JavaScript, Python y C. Algunos lenguajes se han dise\u00f1ado con un prop\u00f3sito espec\u00edfico, mientras que otros son lenguajes de programaci\u00f3n generales como C.<\/p>\n\n\n\n
Los lenguajes de prop\u00f3sito general pueden tener algunas restricciones y tambi\u00e9n caracter\u00edsticas para admitir las capacidades<\/u><\/a>\u00a0\u00fanicas de un microcontrolador. Los fabricantes tambi\u00e9n lanzan un entorno de programaci\u00f3n para que los usuarios ayuden en su desarrollo.<\/p>\n\n\n\nEn el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo, veremos las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
3. microprocesador vs. Microcontrolador<\/strong><\/h2>\n\n\n\nMucha gente usa los t\u00e9rminos microprocesador y microcontrolador indistintamente, pero son dos cosas completamente diferentes. Puede encontrar algunas similitudes entre ellos, y ambos est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar actividades en tiempo real.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores y los microcontroladores no se pueden diferenciar solo por el estudio visual, y ambos son tipos de CI. Puede encontrar diferentes versiones en el mercado que van desde 6 pines hasta 100 pines seg\u00fan el prop\u00f3sito y las caracter\u00edsticas.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 3: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
3.1 Diferencia entre microprocesador y microcontrolador <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nLos microprocesadores son circuitos integrados que vienen con una computadora o CPU en su interior y est\u00e1n equipados con potencia de procesamiento. Los ejemplos pueden ser Pentium 3, 4, i5, core two duos y otros que se encuentran en las computadoras.<\/p>\n\n\n\n
No encontrar\u00e1 perif\u00e9ricos como RAM, ROM en el chip. El dise\u00f1ador proporciona los perif\u00e9ricos fuera del chip para lograr la funcionalidad.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador en s\u00ed es una computadora con RAM, ROM, temporizadores, puertos de E \/ S y otros perif\u00e9ricos integrados. Tambi\u00e9n se les conoce como computadora en un solo chip o mini-computadoras por este motivo. Hay muchos microcontroladores disponibles en la actualidad con una variedad de caracter\u00edsticas en diferentes versiones.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores son voluminosos debido a los perif\u00e9ricos externos, mientras que los microcontroladores son m\u00e1s peque\u00f1os. Microprocesadores forman el coraz\u00f3n de un sistema inform\u00e1tico, mientras que los microcontroladores controlan los sistemas integrados.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar tareas espec\u00edficas donde se han definido la entrada y la salida. Se realiza alg\u00fan procesamiento en funci\u00f3n de la naturaleza de la aplicaci\u00f3n y se genera trabajo. La especificidad de las tareas requiere un uso significativamente menor de puertos de E \/ S, RAM, ROM y pueden adaptarse a un solo chip.<\/p>\n\n\n\n
Las ventajas incluyen la reducci\u00f3n de costes y se pueden encontrar en dispositivos como mandos a distancia, m\u00f3viles, teclados, pendrives, c\u00e1maras digitales, etc.<\/p>\n\n\n\n
No usa microprocesadores para tareas espec\u00edficas.<\/strong><\/h4>\n\n\n\nSino para tareas de m\u00faltiples facetas, como desarrollar juegos, software, sitios web y edici\u00f3n de videos. La relaci\u00f3n entre entrada y salida no est\u00e1 definida en este caso.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados para manejar tareas complejas y alcanzar velocidades de reloj mucho m\u00e1s altas que los microcontroladores. Los microprocesadores modernos pueden ir m\u00e1s all\u00e1 de 1 GHz, mientras que los microcontroladores logran alcanzar un m\u00e1ximo de 30 a 50 MHz.<\/p>\n\n\n\n
Otra diferencia est\u00e1 relacionada con el costo. Puede comprar un microcontrolador a un precio mucho menor que un microprocesador. Sin embargo, usar un microcontrolador en lugar de un microprocesador no es adecuado, mientras que usar un microprocesador en lugar de un microcontrolador hace que la aplicaci\u00f3n sea costosa.<\/p>\n\n\n\n
El costo tambi\u00e9n es menor porque los microcontroladores se configuran con tecnolog\u00eda CMOS. Los microprocesadores requieren m\u00faltiples componentes externos para funcionar y, al final, se vuelven costosos.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores tienen un sistema de ahorro de energ\u00eda, mientras que los microprocesadores carecen de dicha caracter\u00edstica. Microprocesadores tambi\u00e9n consumen menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con el microprocesador, ya que no necesitan la contribuci\u00f3n de componentes externos.<\/p>\n\n\n\n
La arquitectura de Harvard se utiliza para dise\u00f1ar un microcontrolador con memoria y programaci\u00f3n de informaci\u00f3n espec\u00edfica. Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados con una arquitectura von-Neumann, donde la memoria se transfiere a un m\u00f3dulo de memoria equivalente.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores no necesitan tantos registros como los microcontroladores. El primero tiene operaciones basadas en memoria y el segundo hace que los programas sean m\u00e1s accesibles para escribir.<\/p>\n\n\n\n
Hemos cubierto las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores, y ya deber\u00eda tener una comprensi\u00f3n clara de ambos. Ahora exploraremos las diferencias entre FPGA y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
4. FPGA vs. Microcontroladores\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nLos microcontroladores y los FPGA son las dos herramientas m\u00e1s esenciales que utilizan tanto los aficionados como los ingenieros el\u00e9ctricos. Es necesario pasar por una discusi\u00f3n sobre FPGA vs. microcontrolador para distinguir entre los dos.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, primero, \u00a1tambi\u00e9n veremos las similitudes! Ambos componentes est\u00e1n destinados a monitorear los valores de salida y el efecto basado en el valor de salida en un sentido m\u00e1s amplio. Puede crear una arquitectura de microcontrolador utilizando un FPGA, pero no es posible lo contrario.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 4: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
4.1 Diferencia entre FPGA y microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\nCasi todos los dispositivos inform\u00e1ticos vienen con un microcontrolador integrado para realizar tareas e interacciones. Puede comparar la estructura de un microcontrolador con la de una computadora, que tiene todos los perif\u00e9ricos necesarios, como memoria, puertos de entrada y salida y temporizadores. Puede programarse para realizar tareas sencillas en nombre de otro hardware.<\/p>\n\n\n\n
FPGA es un circuito integrado que viene con millones de puertas l\u00f3gicas y se puede hacer que lleve a cabo tareas programando las puertas l\u00f3gicas. Los FPGA necesitan perif\u00e9ricos externos como RAM y ROM para su aplicaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador utiliza un programa de software para ejecutar comandos consecutivamente, como C, C ++. La conexi\u00f3n de programaci\u00f3n de la FPGA est\u00e1 en el circuito l\u00f3gico y utiliza soluciones de programaci\u00f3n como VHDL y Verilog.<\/p>\n\n\n\n
La potencia de procesamiento de los microcontroladores est\u00e1 limitada en el tiempo y se basa en la potencia de ciclo de su procesador. Los FPGA tienen un espacio limitado; necesita crear m\u00e1s circuitos l\u00f3gicos para lograr la escala de codificaci\u00f3n deseada.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA son m\u00e1s vers\u00e1tiles y flexibles debido a su naturaleza. Son ‘programables en campo’: puede reprogramar el FPGA para realizar cualquier tarea l\u00f3gica que pueda acomodarse dentro de las puertas l\u00f3gicas disponibles. Las puertas l\u00f3gicas se pueden volver a cablear tantas veces como sea necesario para cambiar el programa y realizar una tarea diferente.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden realizar tareas limitadas porque vienen con instrucciones y sus circuitos. Un programador tiene que cumplir con las restricciones mientras desarrolla el c\u00f3digo.<\/p>\n\n\n\n
Los dos tambi\u00e9n difieren en los m\u00e9todos utilizados para procesar las instrucciones. Los microcontroladores leen cada l\u00ednea del programa de forma secuencial; eso significa que los comandos tambi\u00e9n se procesan en secuencia. <\/p>\n\n\n\n
FPGA pueden procesar \u00f3rdenes simult\u00e1neamente y pueden ejecutar numerosas l\u00edneas de c\u00f3digos en un momento dado. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nTambi\u00e9n est\u00e1n cableados como un circuito el\u00e9ctrico para que pueda obtener circuitos paralelos adecuados.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, en los microcontroladores, el procesador cambia de un c\u00f3digo a otro para lograr cierto nivel de paralelismo. Le resultar\u00e1 m\u00e1s f\u00e1cil escribir los siguientes c\u00f3digos en microcontroladores que en FPGA.<\/p>\n\n\n\n
La capacidad de procesamiento paralelo de los FPGA le permite controlar las interrupciones de forma eficaz mediante el uso de m\u00e1quinas de estado finito (FSM). En el caso de los microcontroladores, debe tener en cuenta el tiempo que tarda ISR en resolver una interrupci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Puede recablear un FPGA f\u00e1cilmente con solo reprogramarlo. La configuraci\u00f3n en un FPGA se carga en las celdas l\u00f3gicas configurables cuando se enciende la energ\u00eda. No es necesario realizar ning\u00fan cambio en el hardware para reprogramar la FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden ejecutar un programa y realizar tareas generales. Si desea cambiar el conjunto de instrucciones de la placa, deber\u00e1 modificar el dise\u00f1o del IC de silicio.<\/p>\n\n\n\n
FPGA son adecuados para el procesamiento de datos en paralelo a alta velocidad y vienen con un alto grado de personalizaci\u00f3n. <\/strong><\/h4>\n\n\n\nSin embargo, tambi\u00e9n tienen los inconvenientes del funcionamiento del prototipo y la complejidad de la configuraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Se necesita tiempo para crear una funci\u00f3n FPGA, ya que necesita compilar todos los c\u00f3digos desde cero y luego convertirlos a lenguaje de m\u00e1quina. Para los microcontroladores, puede encontrar paquetes listos para usar para realizar tareas espec\u00edficas y personalizarlos para que se adapten a sus necesidades.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores son f\u00e1ciles de usar y configurar y pueden manejar datos secuenciales de alta velocidad. Sin embargo, carecen de algunas de las caracter\u00edsticas de los FPGA. Los microcontroladores son m\u00e1s flexibles en lo que respecta a la programaci\u00f3n, pero no se pueden personalizar con precisi\u00f3n a trav\u00e9s del hardware.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n se enfrentar\u00e1 a una curva de aprendizaje pronunciada cuando se trate de la programaci\u00f3n FPGA. Puede adaptar el m\u00e9todo de prueba y error y probar sus desarrollos utilizando microcontroladores.<\/p>\n\n\n\n
Cuando se trata de las diferencias entre el microcontrolador y la FPGA, tambi\u00e9n debe tener en cuenta el consumo de energ\u00eda. Discutiremos el tema en el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
5. FPGA vs. Consumo de energ\u00eda del microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\nSe sabe que los FPGA consumen m\u00e1s energ\u00eda que los microcontroladores por varias razones. Puede representar un desaf\u00edo para los ingenieros que buscan hacer sistemas de energ\u00eda eficientes. Los FPGA pueden superar las limitaciones de potencia de un sistema integrado y es posible que no sean adecuados para todos los prop\u00f3sitos.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA se han utilizado para la emulaci\u00f3n y la creaci\u00f3n de prototipos, pero no son tan eficientes como otros componentes como los ASIC. Puede reprogramar un FPGA, pero vendr\u00e1 con el inconveniente de la ineficiencia a medida que la utilizaci\u00f3n de la l\u00f3gica se vuelve baja debido a las restricciones de lugar y ruta.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n consume mucha energ\u00eda debido a los transistores no utilizados. Los \u00e1rboles de reloj ineficientes y las rutas de se\u00f1al extendidas tambi\u00e9n contribuyen a un mayor consumo de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
FPGA para tareas de alta velocidad m\u00e1s all\u00e1 de las capacidades del microcontrolador. Por esta raz\u00f3n, los FPGA no est\u00e1n optimizados para el consumo de energ\u00eda. Los microcontroladores tienen velocidades de procesamiento de solo unos pocos MHz y consumen mucha menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con los FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n puede encontrar modos inactivos o de ahorro de energ\u00eda en microcontroladores, lo que los convierte en una opci\u00f3n sostenible en muchos casos. Algunos de ellos vienen con corrientes de sue\u00f1o inferiores a 1 \u00b5A y pueden funcionar a unos pocos \u00b5A durante frecuencias de reloj lentas.<\/p>\n\n\n\n
No podr\u00e1 encontrar ninguna FPGA con tan bajos requisitos de potencia en el mercado. Es por eso que muchos sistemas FPGA utilizan un microcontrolador en la placa para aumentar la eficiencia energ\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 5: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
6. Conclusi\u00f3n <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\nPodemos ayudarlo a comprar circuitos y fabricar tableros<\/u><\/a>\u00a0siguiendo sus especificaciones y preferencias precisas.<\/p>\n\n\n\nSi tiene m\u00e1s preguntas sobre la fabricaci\u00f3n y el ensa<\/u><\/a>m<\/a><\/u>blaje de PCB<\/u><\/a>, comun\u00edquese con nosotros; Siempre estamos encantados de ayudarle.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? FPGA\u00a0y microcontroladores son dos de los elementos m\u00e1s populares que utilizan los ingenieros el\u00e9ctricos o los aficionados. Ambos pueden programarse para realizar determinadas funciones. Las posibilidades son infinitas si conoce los conceptos b\u00e1sicos, y es lo que veremos a continuaci\u00f3n. Sin embargo, antes […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":45606,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"yoast_head":"\n
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- Warmke, C.-L, cre\u00f3 el lenguaje. Huang, P. Goel y P. Moorby para realizar una simulaci\u00f3n y modelar puertas en 1984 para un simulador l\u00f3gico. Cadence se hizo cargo del proyecto en 1990 y adquiri\u00f3 el est\u00e1ndar IEEE 1364 en 1995.<\/li><\/ul>\n\n\n\n
E. Se utiliza para validar y dise\u00f1ar circuitos digitales, as\u00ed como para circuitos anal\u00f3gicos o de se\u00f1al mixta. <\/p>\n\n\n\n
1.3 Tablero FPGA<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Los FPGA son circuitos integrados destinados a realizar tareas espec\u00edficas. Puede comprar FPGA como un producto independiente o optar por placas FPGA que se utilizan con fines de emulaci\u00f3n y desarrollo.<\/p>\n\n\n\n
Las placas FPGA facilitan su trabajo y no requieren que compre dispositivos perif\u00e9ricos adicionales. Los paneles tienen algunas formas de almacenamiento externo y vienen con RAM y ROM para realizar tareas. Tambi\u00e9n puede encontrar interruptores, LED, encabezados de expansi\u00f3n de clavijas, flip-flops y los puertos de E \/ S necesarios.<\/p>\n\n\n\n
Puede ser una opci\u00f3n rentable comprar una placa FPGA en lugar de invertir en piezas de hardware independientes. <\/p>\n\n\n\n
1.3\u00a0Tutorial de FPGA\u00a0<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Ser\u00eda \u00fatil si entendiera el dise\u00f1o l\u00f3gico digital y est\u00e9 familiarizado con conceptos como puertas l\u00f3gicas y circuitos l\u00f3gicos secuenciales y combinacionales. Luego, puede aprender el lenguaje de programaci\u00f3n Verilog o VHDL para configurar sus FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Si desea obtener ayuda, se pueden usar muchos videos en l\u00ednea para obtener instrucciones paso a paso. Tambi\u00e9n hay muchas gu\u00edas y tutoriales disponibles en Internet para aprender a programar FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Ahora echaremos un vistazo a los microcontroladores en nuestro pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
2. microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Los microcontroladores son como computadoras con su RAM, ROM, puertos de E \/ S y otros dispositivos perif\u00e9ricos para realizar tareas espec\u00edficas. Puede encontrar diferentes microcontroladores como el microcontrolador Arduino y el microcontrolador Pic.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 2: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
Microcontrolador PIC <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Microchip Technology produce microcontroladores PIC basados en el PIC1650 desarrollado por General Instrument. Las versiones anteriores salieron en 1976 y la compa\u00f1\u00eda vendi\u00f3 m\u00e1s de doce mil millones de kits en 2013.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores se pueden reprogramar y utilizar la memoria flash para almacenamiento. Los microcontroladores vienen en diferentes modelos y los modernos utilizan chips potentes con instrucciones para el procesamiento de se\u00f1ales digitales.<\/p>\n\n\n\n
Puede comprarlos en diferentes combinaciones de pines que van desde 6 pines hasta chips de 144 pines. Tambi\u00e9n incluye puertos de comunicaci\u00f3n, USB, pines de E \/ S y m\u00f3dulos ADC y DAC. Puede utilizar el software proporcionado por la empresa para programar los microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
Programaci\u00f3n de microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Los microcontroladores se pueden programar utilizando una variedad de lenguaje ensamblador. Actualmente, tambi\u00e9n se utilizan muchos lenguajes de programaci\u00f3n de alto nivel, como JavaScript, Python y C. Algunos lenguajes se han dise\u00f1ado con un prop\u00f3sito espec\u00edfico, mientras que otros son lenguajes de programaci\u00f3n generales como C.<\/p>\n\n\n\n
Los lenguajes de prop\u00f3sito general pueden tener algunas restricciones y tambi\u00e9n caracter\u00edsticas para admitir las capacidades<\/u><\/a>\u00a0\u00fanicas de un microcontrolador. Los fabricantes tambi\u00e9n lanzan un entorno de programaci\u00f3n para que los usuarios ayuden en su desarrollo.<\/p>\n\n\n\n
En el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo, veremos las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
3. microprocesador vs. Microcontrolador<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Mucha gente usa los t\u00e9rminos microprocesador y microcontrolador indistintamente, pero son dos cosas completamente diferentes. Puede encontrar algunas similitudes entre ellos, y ambos est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar actividades en tiempo real.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores y los microcontroladores no se pueden diferenciar solo por el estudio visual, y ambos son tipos de CI. Puede encontrar diferentes versiones en el mercado que van desde 6 pines hasta 100 pines seg\u00fan el prop\u00f3sito y las caracter\u00edsticas.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 3: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
3.1 Diferencia entre microprocesador y microcontrolador <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Los microprocesadores son circuitos integrados que vienen con una computadora o CPU en su interior y est\u00e1n equipados con potencia de procesamiento. Los ejemplos pueden ser Pentium 3, 4, i5, core two duos y otros que se encuentran en las computadoras.<\/p>\n\n\n\n
No encontrar\u00e1 perif\u00e9ricos como RAM, ROM en el chip. El dise\u00f1ador proporciona los perif\u00e9ricos fuera del chip para lograr la funcionalidad.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador en s\u00ed es una computadora con RAM, ROM, temporizadores, puertos de E \/ S y otros perif\u00e9ricos integrados. Tambi\u00e9n se les conoce como computadora en un solo chip o mini-computadoras por este motivo. Hay muchos microcontroladores disponibles en la actualidad con una variedad de caracter\u00edsticas en diferentes versiones.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores son voluminosos debido a los perif\u00e9ricos externos, mientras que los microcontroladores son m\u00e1s peque\u00f1os. Microprocesadores forman el coraz\u00f3n de un sistema inform\u00e1tico, mientras que los microcontroladores controlan los sistemas integrados.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores est\u00e1n dise\u00f1ados para realizar tareas espec\u00edficas donde se han definido la entrada y la salida. Se realiza alg\u00fan procesamiento en funci\u00f3n de la naturaleza de la aplicaci\u00f3n y se genera trabajo. La especificidad de las tareas requiere un uso significativamente menor de puertos de E \/ S, RAM, ROM y pueden adaptarse a un solo chip.<\/p>\n\n\n\n
Las ventajas incluyen la reducci\u00f3n de costes y se pueden encontrar en dispositivos como mandos a distancia, m\u00f3viles, teclados, pendrives, c\u00e1maras digitales, etc.<\/p>\n\n\n\n
No usa microprocesadores para tareas espec\u00edficas.<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Sino para tareas de m\u00faltiples facetas, como desarrollar juegos, software, sitios web y edici\u00f3n de videos. La relaci\u00f3n entre entrada y salida no est\u00e1 definida en este caso.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados para manejar tareas complejas y alcanzar velocidades de reloj mucho m\u00e1s altas que los microcontroladores. Los microprocesadores modernos pueden ir m\u00e1s all\u00e1 de 1 GHz, mientras que los microcontroladores logran alcanzar un m\u00e1ximo de 30 a 50 MHz.<\/p>\n\n\n\n
Otra diferencia est\u00e1 relacionada con el costo. Puede comprar un microcontrolador a un precio mucho menor que un microprocesador. Sin embargo, usar un microcontrolador en lugar de un microprocesador no es adecuado, mientras que usar un microprocesador en lugar de un microcontrolador hace que la aplicaci\u00f3n sea costosa.<\/p>\n\n\n\n
El costo tambi\u00e9n es menor porque los microcontroladores se configuran con tecnolog\u00eda CMOS. Los microprocesadores requieren m\u00faltiples componentes externos para funcionar y, al final, se vuelven costosos.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores tienen un sistema de ahorro de energ\u00eda, mientras que los microprocesadores carecen de dicha caracter\u00edstica. Microprocesadores tambi\u00e9n consumen menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con el microprocesador, ya que no necesitan la contribuci\u00f3n de componentes externos.<\/p>\n\n\n\n
La arquitectura de Harvard se utiliza para dise\u00f1ar un microcontrolador con memoria y programaci\u00f3n de informaci\u00f3n espec\u00edfica. Los microprocesadores est\u00e1n dise\u00f1ados con una arquitectura von-Neumann, donde la memoria se transfiere a un m\u00f3dulo de memoria equivalente.<\/p>\n\n\n\n
Los microprocesadores no necesitan tantos registros como los microcontroladores. El primero tiene operaciones basadas en memoria y el segundo hace que los programas sean m\u00e1s accesibles para escribir.<\/p>\n\n\n\n
Hemos cubierto las diferencias entre microprocesadores y microcontroladores, y ya deber\u00eda tener una comprensi\u00f3n clara de ambos. Ahora exploraremos las diferencias entre FPGA y microcontroladores. <\/p>\n\n\n\n
4. FPGA vs. Microcontroladores\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Los microcontroladores y los FPGA son las dos herramientas m\u00e1s esenciales que utilizan tanto los aficionados como los ingenieros el\u00e9ctricos. Es necesario pasar por una discusi\u00f3n sobre FPGA vs. microcontrolador para distinguir entre los dos.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, primero, \u00a1tambi\u00e9n veremos las similitudes! Ambos componentes est\u00e1n destinados a monitorear los valores de salida y el efecto basado en el valor de salida en un sentido m\u00e1s amplio. Puede crear una arquitectura de microcontrolador utilizando un FPGA, pero no es posible lo contrario.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 4: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
4.1 Diferencia entre FPGA y microcontroladores <\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Casi todos los dispositivos inform\u00e1ticos vienen con un microcontrolador integrado para realizar tareas e interacciones. Puede comparar la estructura de un microcontrolador con la de una computadora, que tiene todos los perif\u00e9ricos necesarios, como memoria, puertos de entrada y salida y temporizadores. Puede programarse para realizar tareas sencillas en nombre de otro hardware.<\/p>\n\n\n\n
FPGA es un circuito integrado que viene con millones de puertas l\u00f3gicas y se puede hacer que lleve a cabo tareas programando las puertas l\u00f3gicas. Los FPGA necesitan perif\u00e9ricos externos como RAM y ROM para su aplicaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El microcontrolador utiliza un programa de software para ejecutar comandos consecutivamente, como C, C ++. La conexi\u00f3n de programaci\u00f3n de la FPGA est\u00e1 en el circuito l\u00f3gico y utiliza soluciones de programaci\u00f3n como VHDL y Verilog.<\/p>\n\n\n\n
La potencia de procesamiento de los microcontroladores est\u00e1 limitada en el tiempo y se basa en la potencia de ciclo de su procesador. Los FPGA tienen un espacio limitado; necesita crear m\u00e1s circuitos l\u00f3gicos para lograr la escala de codificaci\u00f3n deseada.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA son m\u00e1s vers\u00e1tiles y flexibles debido a su naturaleza. Son ‘programables en campo’: puede reprogramar el FPGA para realizar cualquier tarea l\u00f3gica que pueda acomodarse dentro de las puertas l\u00f3gicas disponibles. Las puertas l\u00f3gicas se pueden volver a cablear tantas veces como sea necesario para cambiar el programa y realizar una tarea diferente.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden realizar tareas limitadas porque vienen con instrucciones y sus circuitos. Un programador tiene que cumplir con las restricciones mientras desarrolla el c\u00f3digo.<\/p>\n\n\n\n
Los dos tambi\u00e9n difieren en los m\u00e9todos utilizados para procesar las instrucciones. Los microcontroladores leen cada l\u00ednea del programa de forma secuencial; eso significa que los comandos tambi\u00e9n se procesan en secuencia. <\/p>\n\n\n\n
FPGA pueden procesar \u00f3rdenes simult\u00e1neamente y pueden ejecutar numerosas l\u00edneas de c\u00f3digos en un momento dado. <\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n est\u00e1n cableados como un circuito el\u00e9ctrico para que pueda obtener circuitos paralelos adecuados.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, en los microcontroladores, el procesador cambia de un c\u00f3digo a otro para lograr cierto nivel de paralelismo. Le resultar\u00e1 m\u00e1s f\u00e1cil escribir los siguientes c\u00f3digos en microcontroladores que en FPGA.<\/p>\n\n\n\n
La capacidad de procesamiento paralelo de los FPGA le permite controlar las interrupciones de forma eficaz mediante el uso de m\u00e1quinas de estado finito (FSM). En el caso de los microcontroladores, debe tener en cuenta el tiempo que tarda ISR en resolver una interrupci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Puede recablear un FPGA f\u00e1cilmente con solo reprogramarlo. La configuraci\u00f3n en un FPGA se carga en las celdas l\u00f3gicas configurables cuando se enciende la energ\u00eda. No es necesario realizar ning\u00fan cambio en el hardware para reprogramar la FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores pueden ejecutar un programa y realizar tareas generales. Si desea cambiar el conjunto de instrucciones de la placa, deber\u00e1 modificar el dise\u00f1o del IC de silicio.<\/p>\n\n\n\n
FPGA son adecuados para el procesamiento de datos en paralelo a alta velocidad y vienen con un alto grado de personalizaci\u00f3n. <\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Sin embargo, tambi\u00e9n tienen los inconvenientes del funcionamiento del prototipo y la complejidad de la configuraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Se necesita tiempo para crear una funci\u00f3n FPGA, ya que necesita compilar todos los c\u00f3digos desde cero y luego convertirlos a lenguaje de m\u00e1quina. Para los microcontroladores, puede encontrar paquetes listos para usar para realizar tareas espec\u00edficas y personalizarlos para que se adapten a sus necesidades.<\/p>\n\n\n\n
Los microcontroladores son f\u00e1ciles de usar y configurar y pueden manejar datos secuenciales de alta velocidad. Sin embargo, carecen de algunas de las caracter\u00edsticas de los FPGA. Los microcontroladores son m\u00e1s flexibles en lo que respecta a la programaci\u00f3n, pero no se pueden personalizar con precisi\u00f3n a trav\u00e9s del hardware.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n se enfrentar\u00e1 a una curva de aprendizaje pronunciada cuando se trate de la programaci\u00f3n FPGA. Puede adaptar el m\u00e9todo de prueba y error y probar sus desarrollos utilizando microcontroladores.<\/p>\n\n\n\n
Cuando se trata de las diferencias entre el microcontrolador y la FPGA, tambi\u00e9n debe tener en cuenta el consumo de energ\u00eda. Discutiremos el tema en el pr\u00f3ximo cap\u00edtulo. <\/p>\n\n\n\n
5. FPGA vs. Consumo de energ\u00eda del microcontrolador\u00a0<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Se sabe que los FPGA consumen m\u00e1s energ\u00eda que los microcontroladores por varias razones. Puede representar un desaf\u00edo para los ingenieros que buscan hacer sistemas de energ\u00eda eficientes. Los FPGA pueden superar las limitaciones de potencia de un sistema integrado y es posible que no sean adecuados para todos los prop\u00f3sitos.<\/p>\n\n\n\n
Los FPGA se han utilizado para la emulaci\u00f3n y la creaci\u00f3n de prototipos, pero no son tan eficientes como otros componentes como los ASIC. Puede reprogramar un FPGA, pero vendr\u00e1 con el inconveniente de la ineficiencia a medida que la utilizaci\u00f3n de la l\u00f3gica se vuelve baja debido a las restricciones de lugar y ruta.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n consume mucha energ\u00eda debido a los transistores no utilizados. Los \u00e1rboles de reloj ineficientes y las rutas de se\u00f1al extendidas tambi\u00e9n contribuyen a un mayor consumo de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n
FPGA para tareas de alta velocidad m\u00e1s all\u00e1 de las capacidades del microcontrolador. Por esta raz\u00f3n, los FPGA no est\u00e1n optimizados para el consumo de energ\u00eda. Los microcontroladores tienen velocidades de procesamiento de solo unos pocos MHz y consumen mucha menos energ\u00eda en comparaci\u00f3n con los FPGA.<\/p>\n\n\n\n
Tambi\u00e9n puede encontrar modos inactivos o de ahorro de energ\u00eda en microcontroladores, lo que los convierte en una opci\u00f3n sostenible en muchos casos. Algunos de ellos vienen con corrientes de sue\u00f1o inferiores a 1 \u00b5A y pueden funcionar a unos pocos \u00b5A durante frecuencias de reloj lentas.<\/p>\n\n\n\n
No podr\u00e1 encontrar ninguna FPGA con tan bajos requisitos de potencia en el mercado. Es por eso que muchos sistemas FPGA utilizan un microcontrolador en la placa para aumentar la eficiencia energ\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n
<\/figure><\/div>\n\n\n\nImagen 5: FPGA vs. Microcontrolador <\/p>\n\n\n\n
6. Conclusi\u00f3n <\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Podemos ayudarlo a comprar circuitos y fabricar tableros<\/u><\/a>\u00a0siguiendo sus especificaciones y preferencias precisas.<\/p>\n\n\n\n
Si tiene m\u00e1s preguntas sobre la fabricaci\u00f3n y el ensa<\/u><\/a>m<\/a><\/u>blaje de PCB<\/u><\/a>, comun\u00edquese con nosotros; Siempre estamos encantados de ayudarle.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Acerca de FPGA\u00a0y microcontroladores, \u00bfLe gusta crear sus sistemas integrados e interactivos? FPGA\u00a0y microcontroladores son dos de los elementos m\u00e1s populares que utilizan los ingenieros el\u00e9ctricos o los aficionados. Ambos pueden programarse para realizar determinadas funciones. Las posibilidades son infinitas si conoce los conceptos b\u00e1sicos, y es lo que veremos a continuaci\u00f3n. Sin embargo, antes […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":45606,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"yoast_head":"\n
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