近期，有很多老師、學(xué)生以及我的同行問起我這個(gè)問題，同樣我的學(xué)生也會(huì)問我這個(gè)問題？因?yàn)樵趪?guó)內(nèi)高校電子信息類專業(yè)同時(shí)開設(shè)這兩門課程，學(xué)生學(xué)習(xí)完這兩門課程就感到困惑。這些困惑無非就是不知道兩者之間的區(qū)別和聯(lián)系。很多工程師、老師和學(xué)生就只知道FPGA處理性能遠(yuǎn)高于單片機(jī)/CPU，但是這只是一個(gè)表象。

題目中單片機(jī)是眾多CPU、DSP、GPU的一個(gè)典型代表，而且由于最近新出了一個(gè)VR的東西，GPU這個(gè)技術(shù)最近也比較熱。但是，GPU嚴(yán)格意義上也是一種折衷的方法。

到底FPGA和單片機(jī)有什么區(qū)別呢？根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，可以用下面進(jìn)行概述。

1、FPGA屬于數(shù)字邏輯的范疇，也就是組合邏輯、時(shí)序邏輯和狀態(tài)機(jī)是FPGA所要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，而單片機(jī)是FPGA一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，也就是說，對(duì)于一個(gè)對(duì)HDL很精通的人來說，完全可以用HDL，在FPGA內(nèi)構(gòu)建一個(gè)單片機(jī)/CPU。本質(zhì)上，單片機(jī)/CPU就是一個(gè)有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)而已。我們經(jīng)常說的軟件，它只能運(yùn)行在處理器上，換句話說，就是當(dāng)設(shè)計(jì)完成CPU后，通過編寫代碼，讓CPU這個(gè)有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)運(yùn)行而已。本質(zhì)上，CPU就是軟件范疇的東西。一個(gè)水平再高的程序員，也就是讓CPU這個(gè)有限自動(dòng)狀態(tài)機(jī)運(yùn)行而已。他們并不知道CPU運(yùn)行的本質(zhì)問題，也就是CPU如何設(shè)計(jì)出來的。但是對(duì)于FPGA的設(shè)計(jì)者來說，他們是使用FPGA內(nèi)部的邏輯設(shè)計(jì)資源，構(gòu)造出組合邏輯、時(shí)序邏輯和狀態(tài)機(jī)，當(dāng)然他們清楚CPU的設(shè)計(jì)原理和本質(zhì)問題。

2、如果從實(shí)現(xiàn)意義上來說，F(xiàn)PGA內(nèi)的邏輯運(yùn)行是靠邏輯流推動(dòng)，而CPU的運(yùn)行是靠程序計(jì)數(shù)器PC推動(dòng)，也就是兩者的工作原理截然不同。

3、從認(rèn)知數(shù)字世界的路線來說，從底到上依次是，PN節(jié)、CMOS、邏輯門、組合邏輯、時(shí)序邏輯、狀態(tài)機(jī)、CPU、操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用程序。也就是，一個(gè)真正的FPGA大牛，基本也可以看清整個(gè)數(shù)字世界的本質(zhì)。但是，一個(gè)大牛程序員，是在中間看整個(gè)數(shù)字世界，因此，離完全認(rèn)識(shí)整個(gè)數(shù)字世界還有一段距離。

4、當(dāng)一個(gè)人對(duì)數(shù)字邏輯、HDL語言很清楚的時(shí)候，其實(shí)他并不需要專門的有人教他如何學(xué)習(xí)MCU/CPU，對(duì)于我來說，可以很輕松地學(xué)會(huì)8051單片機(jī)、ARM等，但是不需要有人專門去教我學(xué)習(xí)這些知識(shí)。

下面以一句話，結(jié)束我的回答，要想真正的看透整個(gè)數(shù)字世界，數(shù)字邏輯是基礎(chǔ)，F(xiàn)PGA是平臺(tái)，HDL是工具，數(shù)字世界都是構(gòu)建在這個(gè)基礎(chǔ)之上。