산업기술
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FPGA(field-programmable gate or grid array)와 마이크로컨트롤러는 유사하지만 동일하지는 않습니다. 둘 다 본질적으로 다른 장치 및 제품에 내장된 "소형 컴퓨터" 또는 집적 회로입니다. 주요 차이점은 제목에 있습니다. 사용자는 제조 후 FPGA의 하드웨어를 프로그래밍하여 "현장 프로그래밍 가능"하게 만들 수 있는 반면 마이크로 컨트롤러는 보다 피상적인 수준에서만 사용자 정의할 수 있습니다. 또한 FPGA는 병렬 입력을 처리할 수 있으며 마이크로 컨트롤러는 한 줄을 읽을 수 있습니다. 한 번에 코드를 작성합니다.
FPGA는 더 높은 수준의 개인화를 허용하기 때문에 더 비싸고 프로그래밍하기 더 어렵습니다. 대조적으로, 마이크로컨트롤러는 비용 효율적이지만 사용자 정의가 훨씬 적습니다. 유사점 및 마이크로컨트롤러와 FPGA의 차이점 하나가 다른 것보다 반드시 더 나은 것은 아닙니다. 사용할 것을 결정할 때 여러 요소를 고려하십시오.
마이크로컨트롤러(MCU)는 기본적으로 작은 컴퓨터입니다. 중앙 처리 장치(CPU), 일부 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 입력을 포함하여 다른 컴퓨터와 모든 요소가 동일합니다. 수천 개의 다른 프로그램을 실행할 수 있는 데스크탑 컴퓨터와 달리 마이크로 컨트롤러는 하나의 프로그램을 수행하는 특수 목적 장치입니다.
자동으로 또는 사용자 요청에 따라 한 가지 작업을 반복적으로 수행하도록 만들어졌습니다. 소비자, 제조업체, 의료 또는 기타 유형의 제품과 같은 다른 장치에 내장되어 있습니다. 저에너지 — 전력 소비는 밀리암페어로 측정할 수 있습니다. 결과적으로 마이크로컨트롤러는 저렴한 경향이 있습니다. 그러나 내장된 장치는 비용면에서 크게 다를 수 있습니다.
일상 생활에서 마이크로컨트롤러를 찾을 수 있습니다. 다음은 마이크로컨트롤러가 내장된 몇 가지 소비자 기기입니다.
소비자 품목 외에도 마이크로컨트롤러가 다음 기기에 내장되어 있습니다.
이것은 몇 가지 예일 뿐입니다. 마이크로컨트롤러는 현대 사회에서 우리가 의존하는 모든 종류의 장치에 내장되어 있습니다. 각 마이크로컨트롤러에는 특정 반복적인 목적이 있습니다. 피드백 제어 시스템을 사용하여 자동으로 작동할 수 있습니다. , 신호등에서 볼 수 있는 것처럼. 또는 스위치를 누르거나 버튼을 누르는 것과 같은 사용자 입력 신호로 작동할 수도 있습니다. 후자의 개념은 전자레인지, 세탁기 및 텔레비전 리모컨에 해당됩니다.
현장 프로그래밍이 가능한 게이트 또는 그리드 어레이는 마이크로컨트롤러보다 약간 더 복잡합니다. 대부분의 경우 칩이 미리 프로그래밍되어 제공됩니다. 사용자는 소프트웨어를 변경할 수 있지만 변경할 수는 없습니다. 하드웨어. 이것은 우리를 FPGA의 정의 요소로 안내합니다. 즉, 사용자는 구매 후 하드웨어를 구성할 수 있습니다.
엔지니어는 이것이 특히 고유한 응용 프로그램별 집적 회로의 프로토타이핑에 유용하다는 것을 알게 되었습니다. 실제로 Intel은 FPGA 형식을 사용하여 자체 프로토타이핑 프로세스를 간소화합니다. FPGA는 또한 다음과 같은 장치에 유용합니다. FPGA가 내장되어 있어 완전히 새로운 하드웨어 없이도 변경할 수 있습니다.
"FPGAs for Dummies"가 제시한 예에 따라 차량 후방 카메라가 더 빠르게 작동하도록 규정이 변경될 수 있습니다. 이러한 카메라가 FPGA에서 실행되는 경우 제조업체는 값비싼 설치 없이 이러한 변경을 수행할 수 있습니다. , 완전히 새로운 하드웨어. 각 차량의 후방 카메라에서 FPGA를 간단히 재프로그래밍할 수 있습니다. 이미 도로에 있는 차량은 노후화되기보다는 변경될 수 있습니다.
FPGA에는 통합 하드웨어 회로의 "배열"이 있습니다. 이러한 어레이는 프로그래밍 가능한 논리 블록의 그룹입니다. 제조 과정에서 FPGA는 특정 기능을 갖도록 구성되지 않았습니다. 대신 사용자는 구성하고 나중에 원하는 대로 재구성하십시오.
사용자는 HDL(하드웨어 설명 언어)을 사용하여 이 작업을 수행합니다. FPGA에는 AND 및 XOR과 같은 논리 블록이 있으며 사용자는 이를 상호 연결과 결합할 수 있습니다. 최신 FPGA에는 많은 논리 게이트와 RAM 블록을 사용하여 복잡한 계산을 수용할 수 있습니다. 일부 FPGA에는 FPAA(Field-Programmable Analog Array)와 유사한 아날로그-디지털 변환기 또는 디지털-아날로그 변환기도 있습니다.
FPGA와 마이크로컨트롤러는 모두 동일한 기본 목적을 가지고 있습니다. 둘 다 제조업체 또는 최종 사용자가 기능을 결정할 수 있도록 하는 방식으로 제작되었습니다. 둘 다 특정 애플리케이션을 수행하고 다른 애플리케이션에 내장되어 있습니다. 신호등이나 세탁기 등 다양한 기기를 사용할 수 있습니다. 이러한 다용성 덕분에 주변에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 이 작은 집적 회로 덕분에 우리가 하는 모든 것이 더 쉬워졌습니다.
교육을 받지 않은 사람의 눈에는 거의 비슷하게 보입니다. 둘 다 프로그래밍 가능한 핀으로 둘러싸인 평평한 정사각형의 작은 칩입니다. 둘 다 본질적으로 서로 다른 목적을 위해 프로그래밍된 소형 컴퓨터입니다. 이를 위해 그 이유는 FPGA나 마이크로컨트롤러 모두 개인용 컴퓨터나 데스크탑 컴퓨터의 역할을 할 수 없기 때문에 명령에 따라 다양한 복잡성 수준에서 하나의 기능을 수행하기 때문입니다.
이러한 장치는 몇 가지 기본적인 유사점이 있습니다. 사실, 동일한 기본 구성요소로 구성되어 있습니다. FPGA와 마이크로컨트롤러는 모두 컴퓨터 로직과 바이너리를 사용하여 작동하는 집적 회로입니다.
집적 회로는 반도체 재료(종종 실리콘)로 구성된 하나의 평면 칩에 있는 전자 회로 세트입니다. 계산을 수행하고 데이터를 저장할 수 있습니다. 집적 회로는 디지털 또는 아날로그 기술을 사용합니다. 위에서 언급했듯이 일부 FPGA는 둘 사이를 변환할 수 있습니다. 디지털 기술은 이진 논리를 사용하는 반면 아날로그 기술은 입력의 선형 함수를 결정하여 출력을 계산합니다.
이 기본 개념인 입력 결정 출력은 모든 컴퓨터가 작동하는 방식을 설명합니다. 디지털 기술은 2값 논리 시스템 또는 바이너리(1 또는 0, 켜짐 또는 꺼짐, 예 또는 아니오)를 통합합니다. 마이크로컨트롤러나 FPGA를 프로그래밍할 때 컴퓨터 로직의 기초를 이해하는 것이 중요합니다.
또한 FPGA와 마이크로컨트롤러는 생산 후 어느 정도 프로그래밍이 가능합니다. 즉, 제조업체나 최종 사용자가 필요에 따라 기능을 설계하고 내장할 수 있습니다. 이것이 이러한 장치에 많은 기능이 있는 이유입니다. 다양한 산업 분야의 응용 프로그램입니다.
FPGA를 사용자 정의할 수 있는 범위는 FPGA를 차별화하므로 복잡하고 고도로 기술적인 애플리케이션에 가장 유용합니다. 반면에 마이크로컨트롤러는 단순한 애플리케이션에 더 좋습니다.
FPGA와 마이크로컨트롤러의 주요 차이점은 사용자 정의 수준과 복잡성입니다. 또한 가격과 사용 편의성도 다양합니다. 기본적으로 FPGA는 다음과 같이 더 큰 사용자 정의와 더 복잡한 프로세스를 허용합니다. 하드웨어에 대한 소급 변경뿐 아니라 사용자는 FPGA를 사용하는 데 더 많은 기술과 노하우가 필요합니다.
FPGA는 장점이 있지만 마이크로컨트롤러는 비용이 저렴하고 사용이 간편합니다. 취미나 초보자는 대부분 마이크로컨트롤러를 구입하는 것이 유리하지만 엔지니어링 회사와 제조업체는 FPGA를 선호할 수 있습니다.
마이크로컨트롤러의 정의 특성은 다음과 같습니다.
FPGA의 일부 정의 특성은 다음과 같습니다.
인쇄 회로 기판은 도식 도면에 생명을 불어넣습니다. 기판에 더 많은 전도성 레이어가 있을수록 더 많은 연결을 만들 수 있습니다. 4레이어 기판에는 절연 층이 있는 4개의 전도성 레이어가 있습니다. PCB를 조립하려면 상당한 수준의 기술 지식이 필요하므로 처음 조립하는 경우 전문 용어를 읽어보십시오. 전문 PCB 생산 서비스 또는 PCB 공급업체에 의존할 수도 있습니다.
PCB에서 마이크로컨트롤러를 사용하는지 FPGA를 사용하는지 여부는 다음을 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다.
FPGA는 한 번에 여러 줄의 코드를 실행할 수 있으므로 독립적인 병렬 프로세스가 가능합니다. 고급 응용 프로그램의 경우 이 기능이 필요합니다. FPGA는 더 복잡한 입력을 처리하고 동시 작업을 수행할 수 있습니다. . 단점은 FPGA가 제대로 작동하려면 완벽한 타이밍과 정확도가 필요하다는 것입니다. 작은 실수는 전체 시스템을 무용지물로 만들 수 있습니다.
반면, 마이크로컨트롤러는 한 번에 한 줄의 코드만 읽고 명령을 순서대로 처리합니다. 이것이 병목 현상 문제로 이어질 수 있지만 장점이 있습니다. 덜 복잡하기 때문에 마이크로컨트롤러는 시행착오 방식을 사용하여 프로그래밍하고 재프로그래밍하기가 더 쉽습니다. 간단한 애플리케이션의 경우 FPGA는 필요 이상으로 복잡할 수 있으며 프로그래밍을 필요 이상으로 어렵게 만들 수 있습니다.
FPGA 프로그래밍에서 실수가 발생하면 수리가 훨씬 더 복잡해집니다. 이것은 FPGA와 마이크로컨트롤러 사이에서 선택해야 하는 다음 요점으로 이어집니다. 전문 지식 수준에 따라 다릅니다.
간단히 말하면 FPGA는 초보자에게 올바른 선택이 아닙니다. 하드웨어 설명 언어는 어셈블리 언어보다 배우는 데 더 많은 시간과 경험이 필요합니다. 사용자 정의 수준이 높을수록 더 많은 기술이 필요합니다. 컴퓨터 엔지니어링에 대한 많은 경험이 있는 경우 FPGA는 매력적인 수준의 사용자 정의 가능성을 제공합니다.
FPGA는 마이크로컨트롤러보다 초기 비용이 더 비싼 경향이 있습니다. 자동 조광 조명이나 온도 센서와 같은 간단한 것을 프로그래밍하려는 경우 비교적 비용 효율적인 마이크로컨트롤러가 더 나은 옵션일 수 있습니다.
FPGA는 초기 비용이 더 높지만 나중에 비용을 절감할 수 있습니다. 특히 원래 조립 후에 변경해야 할 수 있는 대량 생산 개체의 경우
여러 가지 이유로 애플리케이션의 하드웨어를 변경해야 할 수도 있습니다. 이 경우 FPGA를 사용하게 되어 기쁩니다. 이것이 많은 이유 중 일부입니다. 업계에서는 FPGA를 선호합니다. 법률, 표준, 규정 또는 요구 사항이 변경되면 완전히 새로운 하드웨어 시스템을 구현하는 것보다 기존 FPGA를 변경하는 것이 훨씬 저렴하고 시간 소모적입니다.
FPGA와 마이크로컨트롤러는 모두 다양한 목적에 유용합니다. 이들의 다용성은 수천 개의 애플리케이션에 사용할 수 있도록 하며 그 중 일부는 우리가 매일 사용합니다. 이들 간의 유사점과 차이점을 이해하면 도움이 됩니다. 귀하의 목적에 가장 적합한 옵션을 결정하십시오.
동일한 기본 구성 요소로 구성되어 있지만 사용자 정의 수준, 복잡성, 가격 및 필요한 전문 지식 수준이 다릅니다. 하나를 선택하는 것은 여러 요인에 따라 달라집니다. 솔루션에는 고유한 이점과 잠재적인 단점이 있습니다.
자체 개발 프로젝트를 설계하든, 신제품을 위한 프로토타입을 생성하든, 기술 프로세스를 간소화하려고 하든 이러한 집적 회로 중 하나는 반드시 유용할 것입니다. 베어 PCB에 사용되는 FPGA 또는 마이크로컨트롤러 기술에 대한 질문이 있는 경우 Millennium Circuits Limited의 전문가에게 자세한 내용을 문의하십시오.
산업기술
최근 몇 년 동안 제조 분야의 발전으로 인해 솔루션이 너무 많아 제조업체가 자신에게 가장 적합한 솔루션을 식별할 때 엄청난 수의 솔루션이 즉시 압도될 수 있습니다. 이러한 발전으로 인해 효율성, 생산성 및 수익성이 향상되었지만 구매 프로세스의 복잡성도 증가했습니다. 하지만 궁극적으로 제조에는 두 가지 기본 유형만 있으며, 이는 프로세스의 시작점이 훨씬 더 좋습니다. 적층 제조, 빼기 제조, 작동 방식, 각각을 사용해야 하는 시기에 대해 이야기해 보겠습니다. 적층 제조 적층 제조부터 시작하겠습니다. 적층 제조는 부품 및
구조용 강재를 사용하는 제작 프로젝트의 계획 단계에서는 설계 도면과 작업 도면이 모두 중요합니다. 상업 및 산업 개발 모두에 필요합니다. 둘 다 건설 과정에서 서로 다른 역할을 하며 둘 다 과정에 중요합니다. 그러나 계획에서 제작 단계로 이동할 때가 되면 작업 도면은 프로젝트를 진행하는 데 필요한 세부 정보를 제공하며, 작업 도면이 없으면 제작을 진행하기 위해 말 그대로 드로잉 보드로 돌아가게 됩니다. 디자인 도면에는 어떤 정보가 포함되나요? 디자인 도면은 프로세스의 중요한 부분입니다. 일반적으로 설계도면에는 내외부 입면도,