當前的半導體芯片短缺阻礙了電子產(chǎn)品行業(yè)的制造生產(chǎn)線，嚴重擾亂了當今的市場。這從可用產(chǎn)品的有限供應中可見一斑。例如，汽車產(chǎn)量從2020年到2021年有所下降，智能手機等消費產(chǎn)品也有所下降。新產(chǎn)品的發(fā)布也被推遲，因為制造商想出新的供應鏈和供應商來幫助他們克服這些供應障礙。目前的觀點是，半導體短缺將持續(xù)到2022年甚至更長。

單片機是對供應鏈和制造業(yè)造成重大影響的設備缺乏之一。單片機是一種設計用于執(zhí)行操作的緊湊型集成電路，類似于微處理器，通常用于嵌入式系統(tǒng)。您可以想象這些設備遍布您的汽車，從動力引擎到信息娛樂（無線電）控制，有助于汽車的安全、控制和娛樂部分。沒有這些單片機，汽車的生產(chǎn)和供應就會減少。因此，單片機替代方案有哪些選擇？

由于單片機本質(zhì)上是執(zhí)行邏輯命令來執(zhí)行操作，因此單片機的替代品是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。FPGA是由可配置邏輯塊矩陣組成的集成電路。因此，通過配置FPGA，您基本上可以執(zhí)行與單片機相同的操作。在考慮用FPGA代替單片機時，需要考慮三種技術：

通過在可配置邏輯塊中對組合邏輯或狀態(tài)機進行編程，F(xiàn)PGA可以取代單片機的簡單操作。

FPGA可以使用可配置邏輯塊中的“軟核”單片機進行編程，以運行在當前單片機上運行的相同軟件。換句話說，不需要對軟件進行任何更改。

FPGA可以與永久固定在器件芯片中的“硬核”單片機一起購買。這可以運行在當前單片機上運行的相同軟件，僅比軟核解決方案快。

與單片機相比，使用FPGA具有固有的優(yōu)勢。對于嵌入式設計工程師來說，這些優(yōu)勢有助于實現(xiàn)成本和性能目標。首先是FPGA可以提供的可編程IO的靈活性。雖然單片機具有固定且有限的IO，但FPGA可以針對各種IO接口標準（I2C、I2S、RGB、MIPI等）進行編程，從而充當橋接器、IO擴展器或信號聚合器。接下來，單片機通過串行功能中的軟件執(zhí)行其操作。操作的速度由代碼長度和系統(tǒng)時鐘控制。

另一方面，F(xiàn)PGA中的操作是在硅可配置邏輯塊中，它比代碼行執(zhí)行速度更快。您還可以在可配置邏輯塊中創(chuàng)建單獨的電路以并行運行操作。單片機無法做到這種并行性。最后，單片機在等待狀態(tài)下會消耗有功功率；它總是需要在等待中斷時運行代碼。另一方面，F(xiàn)PGA在其始終在線等待狀態(tài)下僅消耗泄漏功率，這使其成為比單片機更好的低功率應用解決方案。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的半導體資訊。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。