模拟信号与数字信号的本质区别
自然界中存在两种信号，模拟信号与数字信号。
模拟信号：模拟电子电路中表示物理量随时间连续变化的电信号波形特征。例如：如音频信号、三角波、温度变化等逐渐变化的电压或电流变化形式。
数字信号：指在数字电子电路中表示离散状态信息（0或1）的信息载体形式。如：FPGA实现逻辑运算过程中的数据传输、数字化视频信号以及高速数字化信息传输等技术应用。
模拟信号的特点：
- 渐变
- 斜率比较缓
- 看整个信号变化的过程
数学信号的特点：
- 突变
- 斜率比较陡
- 看高低电平两个状态
当模拟信号的变化趋向于极端陡峭程度时，在忽略中间过渡状态的情形下
带宽最早的概念源于电磁波频率范围。简而言之，它最初定义为信号频率范围跨度。如今，在数字通信领域中这一术语被更广泛地应用，并用于衡量网络或线路在单位时间内传输数据的最大速率。
BW=fmax-fmin=1/tmin-1/tmax
下面以单片机输出方波理解带宽的含义
黑色显示时，单片机产生波形1。浅绿色状态下，单片机生成的波形具有上升斜率减缓的特点，并呈现为波形2。在红色指示时，单片机会快速形成具有陡峭上升斜率的波形3。
通过观察示意图可以看出，在分析各相波形特征时发现：t3波形呈现出最短的周期长度，并由此可得其对应的频率达到最大值。在考虑三种不同的波形类型时发现，在相同电源电压作用下：假设这三种波形作用于相同电源电压下的单片机系统中，则基于带宽的基本概念可知：红相波形对应的单片机系统具有最大的带宽值，并由此可得其驱动能力最强，并运行效率最高。
随着芯片的驱动力系数提高，运行速度显著提升的同时，对芯片制造工艺的要求更为严格。与此同时，驱动力系数的增长会导致相应的功耗值随之显著提升，并且散热性能的要求也在逐步加强。
就某一特定类型的单片机而言，在其外部特性上等同于一个具有电阻R的器件。根据欧姆定律I = U/R以及功率公式P = UI可知，在该设备参数保持恒定的前提下仅减少其供电电压水平，则会导致电流下降（I↓），从而最终使得功率（P↓）相应减少。由此可见，在仅减少供电电压的情况下可使该设备的工作功耗有所下降，并且还能带来带宽性能上的提升。
从上面的图就可以很清楚的看出降低电压，也能增加芯片的带宽。
单片机采用5伏电源供电；该设备运行频率达12兆赫兹。
基于STM32系列的单片机采用3.3伏电源供电；其运行频率达到72兆赫兹。
FPGA核心可接受1.8伏和1.25伏两种电压电源；其运行频率可达每秒百万次以上。