单片机和FPGA的区别
- FPGA硬件电路更倾向于设计芯片的芯片（FPGA）。在硬件编程语言中FPGA芯片上自定义集成电路的过程；
- 单片机倾向于软件，是在现有固化电路的芯片(单片机)上设计开发的。用软件编程语言描述硬件芯片上软件指令的执行情况；
FPGA简介
- FPGA（Field－Programmable Gate Array）， 即现场可编程门阵列，在PAL、GAL、CPLD在可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是一种特殊的集成电路（ASIC）该领域的半定制电路不仅解决了定制电路的不足，而且克服了原可编程器件门电路数量有限的缺点。
FPGA的工作原理
- FPGA采用逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样的概念包括在内部 逻辑模块可以配置CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。
- 现场可编程门阵列（FPGA）与传统器件与传统的逻辑电路和门阵列(如PAL，GAL及CPLD与设备相比，FPGA结构不同。FPGA使用小型搜索表(16)×1RAM）为了实现组合逻辑，每个搜索表连接到D触发器的输入端，触发器驱动其他逻辑电路或驱动I/O，这构成了一个基本的逻辑单元模块，可以实现组合逻辑功能和时序逻辑功能。这些模块通过金属连接相互连接或连接I/O模块。FPGA逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的。存储在存储单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及模块之间或模块之间的逻辑功能I/O连接方式最终决定了FPGA可实现的功能，FPGA允许无限次的编程。
FPGA的特点
- 采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户可以获得合用芯片，无需投影生产。
- FPGA可以做其他全定制或半定制ASIC电路中试样片。
- FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。
- FPGA是ASIC设计周期最短、开发成本最低、风险最小的设备之一。
- FPGA采用高速CMOS工艺，低功耗，可与CMOS、TTL电平兼容。
单片机简介
- 单片机全称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），又称微控制器（Microcontroller），中央处理器、存储器、定时/计数器（Timer/Counter）、集成电路芯片上的微型计算机集成了各种输入输出接口。它最大的优点是体积小，可以放在仪器内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器。
单片机的工作原理
- 单片机自动完成任务的过程，即单片机执行程序的过程，即执行指令的过程。所谓指令，就是写下要求单片机执行的各种操作用命令的形式，这是由设计师赋予的指令系统决定的。一个指令对应一个基本操作；单片机能执行的所有指令都是不同类型的单片机指令系统，它的指令系统也不同。
- 为了使单片功能自动完成特定任务，必须将要解决的问题编制成一系列指令（这些指令必须是选择单片功能识别和执行的指令）。这一系列指令的集合成为程序，需要提前存储在具有存储功能的组件-存储器中。存储器由许多存储单元（最小的存储单元）组成，就像建筑中有许多房间一样，指令存储在这些单元中，单元中的指令被取出和执行，就像建筑的每个房间被分配到唯一的房间号码一样，每个存储单元也必须分配到唯一的地址号码，地址被称为存储单元的地址，所以只要你知道存储单元的地址，你就可以找到存储单元，可以取出存储的指令，然后执行。
单片机的特点
- 体积小，结构简单
- 控制能力强
- 低压，低功耗
- 性能好，价格比好
FPGA与单片机不同
- 结构上的差异
- 单片机是一种类似计算机的微处理器CPU是的，一般采用哈佛总线结构或冯诺依曼结构。单片机的编程应考虑其结构和各种寄存器的作用。单片机应用广泛，一般用于控制装配线。
- FPGA 其结构是查找表结构，其程序不需要考虑芯片的结构。应注意时间顺序。其结构复杂，功能强大，一般用于通信领域等高端场合。
- 单片机是通过加载模块软件实现某种功能的微控制器，单片机是成型芯片；
- FPGA芯片用于设计芯片。
- 速度差异 FPGA由于是硬件电路，运行速度直接取决于晶振速度，系统稳定，特别适合高速接口电路。单片机由于是单线程，哪怕是常用的M3系列流水线也是单线程执行，程序语句需要等待单片机周期才能执行。
- 本质区别
- FPGA与单片机的区别本质上是软硬件的区别，FPGA更喜欢硬件电路，而单片机更喜欢软件。
- 单片机设计属于软件范畴；其硬件(单片机芯片)是固定的，通过软件编程语言描述软件指令在硬件芯片上的执行；
- FPGA设计属于硬件类别，其硬件（FPGA）它是可编程的，通过硬件描述语言FPGA在芯片上定制集成电路的过程；
- 应用上的差异 在应用上，差别更大。MCU（Microcontroller Unit，微控制单元)最终所有指令都在一个MCU按顺序执行，FPGA由于是逻辑单元，很容易并行执行。 MCU:微控制单元(Microcontroller Unit；MCU) ，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机是中央处理器(Central Process Unit；CPU)适当降低频率和规格，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等待周围界面，甚至LCD驱动电路集成在单个芯片上，形成芯片级计算机，为不同的应用场合进行不同的组合控制。
- 入门难度 单片机比FPGA比较简单，价格也比较低。PID算法控制的用单片机可以，STM32F4系列已经到300M 跑PID完全够了。如果是跑嵌入式，可以上去。ARM芯片。单个高速部件可用于通信、图像等FPGA模块。