简述单片机和FPGA的区别

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。用一句话描述就是麻雀虽小五脏俱全，可以说是一个微型电脑，而它所执行的命令就是你所写的程序。

FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。简单来说为可用电脑编译的数字逻辑芯片，而你所写的代码其实是在描述一个数字逻辑电路。

两者差别最大的是运行速度，由于后者是硬件电路，所以其速度直接取决于晶振，所以它具有运行稳定，抗干扰性强，适用于高速运行电路。

在学起来的单片机相对来说会容易很多，价格也较便宜，一些基本的算法几乎都能满足，部分单片机系列运行速度高达300M（51但单片机12M左右），再加上ARM芯片的发展，很多需要高速运行的部分都会用到，像图像处理传输等。

STM32

单片机入门不是很难，网上有很多家销售，并带有配套视频，编译语言也是我们熟悉的C语言，只要比这教程去学，学会是不会很难，硬件要求也不是很高，由于单片机学起来比较容易，所以有很多朋友从STM32开始学习，这也是可以的。

但FPGA就相对来说就难很多，由于其编译语言为Verilog，这个语言一般接触不到，但如果你有编程基础，相对来说还是容易点，现在网上也有销售的，但不是很多，资料也不是很全，目前只有部分配套教材视频，但赠送的资料还是能够让你入手，学的深度这得看个人了，至于FPGA网上也有销售，给大家推荐一款FPGA开发版，价格比较合理，有了合理的开发版和配套资料学起来就容易多了。

FPGA

再深入说一下单片机：单片机是一个微型计算机，和PC相比增加了IO口，由于其体积小，所以增加了携带便利性和学习性，同时学习单片机还可以学习硬件知识。单片机也可简单理解为在小电脑上写程序，其思路也跟电脑编译相似，也同样追求算法的效率和稳定性，对于在校大学生来说，如果经常参加一些电子类比赛那么STM32是必须要学的，像知名度比较高的全国大学生电子设计大赛还会要求使用MSP430。

FPGA由于是以硬件描述的语言，所以学起来需要一定的硬件基础，在使用中还有要求会一些电路设计，经过简单的综合与布局，快速下载到开发版上进行测试是现代IC设计验证主流，在大多数FPGA中、这些可编译元件也包含记忆元件，设计师可以根据可编程的连接把FPGA内部逻辑块连在一块，就像一个电路放在一个芯片里。通常情况下FPGA运行速度要比ASIC速度要慢，因此同样的功能，在个头上要比后者大，除了这些还具有比较差的可编译性。

stm32为什么短短几年就占领了单片机的大半江山？来了解一下

还记得12年的时候，当时市场上8位机还很多，尤其51单片机在stc的带领下，占据着大片的单片机市场，学单片机大家都用51，大学教材也是以51来入门，虽然此时Atmel系列51单片机已经不太常见了，但国产51任占据着90%的国内51市场，可谓是51单片机经久不衰，低端8位机市场基本不可替代，经得住了历史的考验，当时8位机还有avr，16位机有msp430，其他厂家单片机还有pic，高端嵌入式处理器等市场有arm7，arm9等，各种单片机都“安分守己，各守其位，一片祥和”，可是到了14年，当我再次进行单片机开发的时候，发展stm32非常火爆了，企业都在用stm32来做开发，曾经用8位机开发的产品大部分转而用stm32开发，曾经只能用arm9能做的产品，现在stm32照样可以做，而且做起来比arm9+linux简单，让我实在是又惊喜又叹息，惊喜的是可以用性能更为强劲的mcu，叹息的是我曾经学的51已无用武之地了。

二、下面谈谈我对这种现象的原因分析

1、51单片机性能受限，外设资源比较少，少到每次开发我们都可以用寄存器来操作，可以不用任何库，时钟低，跑的慢，ram少，容易溢出，cpu没有集成调试组件，对于复杂的程序，我们没有办法调试，只能打印，所以这就注定了它的应用只能是简单的需求，当然我们可以外挂ram和rom，我觉得这样来说一个系统变得复杂，这个系统就不是单片机系统了，成本也是个问题。

2、arm公司的cortex m内核出现，让很多半导体公司看到了该内核的前景，stm32单片机就是采用cortex m内核，内核强大，性能强劲，与其51的cpu来说，cortex m内核更加现代化，有缓存，有强大的中断管理，有强大的调试组件，st利用该内核设计了stm32，丰富的外设资源，多系列，多封装，让它能够完成简单到8位机，复杂到arm9才能完成的各种行业产品。

3、比起做功能的mcu，stm32的性价比超高，例如一片51芯片5元，而比这功能丰富的stm32能够低到6元，你说我还用51干嘛。在arm9使用的领域，当时火爆的s3c2410一片处理器就得20多块，还有外围flash和sdram成本，板子设计成本等，而用 stm32也是20多块钱，外围器件少，板子设计成本低，软件开发成本也是高，一个需要的是linux技术，一个需要的还是单片机技术。

4、stm32丰富的生态系统，stm32全系列都给我们提供了外设开发库，所以开发起来跟树莓派一样简单，我感觉都比51简单，51的栈溢出，无法调试在大型应用中是很难排查的。

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