当前的半导体芯片短缺阻碍了电子产品行业的制造生产线，严重扰乱了当今的市场。这从可用产品的有限供应中可见一斑。例如，汽车产量从2020年到2021年有所下降，智能手机等消费产品也有所下降。新产品的发布也被推迟，因为制造商想出新的供应链和供应商来帮助他们克服这些供应障碍。目前的观点是，半导体短缺将持续到2022年甚至更长。

单片机是对供应链和制造业造成重大影响的设备缺乏之一。单片机是一种设计用于执行操作的紧凑型集成电路，类似于微处理器，通常用于嵌入式系统。您可以想象这些设备遍布您的汽车，从动力引擎到信息娱乐（无线电）控制，有助于汽车的安全、控制和娱乐部分。没有这些单片机，汽车的生产和供应就会减少。因此，单片机替代方案有哪些选择？

由于单片机本质上是执行逻辑命令来执行操作，因此单片机的替代品是现场可编程门阵列(FPGA)。FPGA是由可配置逻辑块矩阵组成的集成电路。因此，通过配置FPGA，您基本上可以执行与单片机相同的操作。在考虑用FPGA代替单片机时，需要考虑三种技术：

通过在可配置逻辑块中对组合逻辑或状态机进行编程，FPGA可以取代单片机的简单操作。

FPGA可以使用可配置逻辑块中的“软核”单片机进行编程，以运行在当前单片机上运行的相同软件。换句话说，不需要对软件进行任何更改。

FPGA可以与永久固定在器件芯片中的“硬核”单片机一起购买。这可以运行在当前单片机上运行的相同软件，仅比软核解决方案快。

与单片机相比，使用FPGA具有固有的优势。对于嵌入式设计工程师来说，这些优势有助于实现成本和性能目标。首先是FPGA可以提供的可编程IO的灵活性。虽然单片机具有固定且有限的IO，但FPGA可以针对各种IO接口标准（I2C、I2S、RGB、MIPI等）进行编程，从而充当桥接器、IO扩展器或信号聚合器。接下来，单片机通过串行功能中的软件执行其操作。操作的速度由代码长度和系统时钟控制。

另一方面，FPGA中的操作是在硅可配置逻辑块中，它比代码行执行速度更快。您还可以在可配置逻辑块中创建单独的电路以并行运行操作。单片机无法做到这种并行性。最后，单片机在等待状态下会消耗有功功率；它总是需要在等待中断时运行代码。另一方面，FPGA在其始终在线等待状态下仅消耗泄漏功率，这使其成为比单片机更好的低功率应用解决方案。

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