一文区分FPGA和STM32，硬件工程师必看

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什么是FPGA？

一、FPGA原理
FPGA中的基本逻辑单元是CLB模块，一个CLB模块一般包含若干个基本的查找表、寄存器和多路选择器资源，因此FPGA中的逻辑表达式基于LUT的。
FPGA内部的编程信息一般存储在SRAM单元中，因此通常的FPGA都是基于SRAM的，所以掉电后信息会丢失，下次上电需要先配置才能使用。

二、FPGA产品的速度等级
速度等级一般反映一款芯片的性能，速度等级越高，说明芯片内的逻辑延时和布线延时越小，设计的性能要求也越容易达到，随之付出的成本也越大。
对Xilinx FPGA，速度等级一般有“-1”、“-2”、“-3”等，数字越大，速度等级越高，芯片价钱也越贵。
对Intel FPGA，速度等级一般有“-6”、“-7”、“-8”，数字越小表示速度等级越高、价钱越贵。

三、FPGA内部资源
逻辑资源块是FPGA内部最重要的资源，Xilinx称其为CLB（configurable logic block）;7系列中，FPGA内部三大主要资源：可编程逻辑单元、可编程I/O单元、布线资源。



1、可配置逻辑单元（configurable logic block）
CLB在FPGA中最为丰富，由两个SLICE构成，SLICE分为SLICEL（L:Logic）和SLICEM（M:Memory），因此CLB可分为CLBLL和CLBLM两类；



SLICEL和SLICEM内部都包含4个6输入查找表（LUT6）、3个数据选择器（MUX）、1个进位链（carry chain）和8个触发器（Flip-Flop）；



2、存储单元（Block RAM）
Block RAM可以被配置为同步、异步、单端口、双端口的RAM或FIFO，或者ROM;

3、运算单元（DSP48E1）
当FPGA需要复杂的运算时，会使用DSP48E1，例如乘法；

什么是STM32？

STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex®-M0，M0+，M3， M4和M7内核。
它具有以下三个特点：
•新的基于ARM内核的32位MCU系列
–标准的ARM架构 –内核为ARM公司为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的Cortex-M内核
•超前的体系结构
–高性能 –低电压 –低功耗 –创新的内核以及外设
•简单易用/自由/低风险
Cortex-M3系列属于ARMv7架构

ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：
“A”系列：面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用
“R”系列：针对实时系统；
“M”系列：对微控制器。

STM32F1属于Cortex-M系列中的Cortex-M3内核，采用ARMv7-M架构。STM32F4属于Cortex-M4系列采用ARMv7-ME架构。Cortex-A5/A8采用ARMv7-A架构。传统的ARM7系列采用的是ARMv4T架构。



那么STM32与ARM有什么区别呢？



STM32和ARM有什么区别

STM32的命名规则



STM32的应用场景



STM32的应用场景还有很多，这里只是简单地列出一些。

总的来说STM32具有如下优势：
1）极高的性能：主流的Cortex内核。
2）丰富合理的外设，合理的功耗，合理的价格。
3）强大的软件支持：丰富的软件包。
4）全面丰富的技术文档。
5）芯片型号种类多，覆盖面广。
6）强大的用户基础：最先成功试水CM3芯片的公司，积累了大批的用户群体，为其领先做铺垫。