FPGA和CPLD的区别

网上有关“FPGA和CPLD的区别”话题很是火热,小编也是针对FPGA和CPLD的区别寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。

FPGA与CPLD的概念及其区别

一、FPGA与CPLD的基本概念

1.CPLD

CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(LMC,Logic Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成,其中LMC逻辑结构较复杂,并具有复杂的I/O单元互连结构,可由用户根据需要生成特定的电路结构,完成一定的功能。由于 CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连,所以设计的逻辑电路具有时间可预测性,避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。到90年代,CPLD发展更为迅速,不仅具有电擦除特性,而且出现了边缘扫描及在线可编程等高级特性。较常用的有Xilinx公司的EPLD和Altera公司的CPLD。

2. FPGA

FPGA通常包含三类可编程资源:可编程逻辑功能块、可编程I/O块和可编程互连。可编程逻辑功能块是实现用户功能的基本单元,它们通常排列成一个阵列,散布于整个芯片;可编程I/O块完成芯片上逻辑与外部封装脚的接口,常围绕着阵列排列于芯片四周;可编程内部互连包括各种长度的连线线段和一些可编程连接开关,它们将各个可编程逻辑块或I/O块连接起来,FPGA在可编程逻辑块的规模,内部互连线的结构和采用的可编程元件上存在较大的差异。较常用的有Altera、Xinlinx和Actel公司的FPGA。FPGA一 般用于逻辑仿真。电路设计工程师设计一个电路首先要确定线路,然后进行软件模拟及优化,以确认所设计电路的功能及性能。然而随着电路规模的不断增大,工作 频率的不断提高,将会给电路引入许多分布参数的影响,而这些影响用软件模拟的方法较难反映出来,所以有必要做硬件仿真。FPGA就可以实现硬件仿真以做成模型机。将软件模拟后的线路经一定处理后下载到FPGA,就可容易地得到一个模型机,从该模型机,设计者就很直观地测试其逻辑功能及性能指标。

二、FPGA与CPLD区别

尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点:

①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。

②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。

③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。

④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。

⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

⑦在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编 程器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其 优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。

⑧CPLD保密性好,FPGA保密性差。

⑨一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。

随著复杂可编程逻辑器件(CPLD)密度的提高,数字器件设计人员在进行大型设计时,既灵活又容易,而且产品可以很快进入市常许多设计人员已经感受到 CPLD容易使用。时序可预测和速度高等优点,然而,在过去由于受到CPLD密度的限制,他们只好转向FPGA和ASIC。现在,设计人员可以体会到密度 高达数十万门的CPLD所带来的好处。

分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学

解析:

FPGA 简介

FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点主要有:

1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。 ——2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

5)FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。

目前FPGA的品种很多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。

FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。

加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。

FPGA有多种配置模式:并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设,由微处理器对其编程。

PLD介绍

可编程逻辑器件PLD(Programable Logic Device)是允许用户编程(配置)实现所需逻辑功能的电路, 它与分立元件相比,具有速度快、容量大、功耗小和可靠性高等优点。由于集成度高,设计方法先进、现场可编程,可以设计各种数字电路,因此,在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域内得到了广泛应用。不久的将来将全部取代分立数字元件,目前一些数字集成电路生产厂商已经停止了分立数字集成电路的生产。因此应该学会PLD的设计技术。

PLD电路早期代表产品由XLINX公司推出的门阵列,称为FPGA(Field Programable Gate Array),随后ALTERA公司推出以并行走线的PLD产品,称为CPLD(Complex Programable Logic Device),这些早期产品价格高达万元,其开发软件价格高达几十万元。但是随着生产技术水平的提高,现在PLD产品的价格已大大降低,一片5000门、具有5K X 8的SRAM电路作配置、84脚封装、速度达40—200MHz的PLD的价格已经下降到一百元以下。每一片这样的PLD可以设计成单片机、或者是CPU等,并且可以在外部接线完成以后还可以重新进行设计多次。

目前在我国常见的PLD生产厂家有XILINX、ALTERA、ACTEL、LATTIC、ATMEL、MICROCHIP和AMD等等,其中XILINX和ALTERA为两个主要生产厂,XILINX的产品为FPGA,ALTERA的产品称为CPLD,各有优缺点,

但比较起来ALTERA的产品略有长处:

1. 同样具有EPROM和SRAM的结构

2. 对于SRAM结构的产品,ALTERA公司PLD的输出电流可达25MA,而XILINX的FPGA只有16MA

3. ALTERA公司的PLD延时时间可预测,弥补了FPGA的缺点

4. XILINX公司的开发软件FOUNDATION 功能全,但是不如ALTERA公司的MAX+PLUS软件使用简单,特别是对于学校的学生学习VHDL语言和PLD设计。

5. ALTERA公司的产品价格稍微便宜

6. ALTERA公司新推出的FLEX 10K10E系列的产品具有更大的集成度

PLD的结构分为两类:

l 逻辑单元阵列(LCA),包括逻辑快、互连阵列和I/O块

l 复合PLD结构,包括逻辑块和互连矩阵开关

XLINIX、ACTEL公司的产品采用LCA结构,而ALTERA、AMD的MACH系列采用的是复合PLD结构。

关于“FPGA和CPLD的区别”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!

本文来自作者[忆真]投稿,不代表领约号立场,如若转载,请注明出处:https://www.lingyuewl.com/wanlou/134.html

(7)

文章推荐

  • 物色什么意思网络用语

    网上有关“物色什么意思网络用语”话题很是火热,小编也是针对物色什么意思网络用语寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。今天的反鸡汤开始前,我要先说明一个词的词义:败家。根据《新华字典》释义,其基本解释为:(1)谓使家族、家庭破落。《孟子·离娄上》:“不

    2026年04月12日
    13322
  • 恩施市到贵州梵净山最佳自驾线路

    网上有关“恩施市到贵州梵净山最佳自驾线路”话题很是火热,小编也是针对恩施市到贵州梵净山最佳自驾线路寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。驾车路线:全程约497.0公里起点:恩施市1.恩施市内驾车方案1)从起点向正南方向出发,行驶50米,右后方转弯进

    2026年04月14日
    8302
  • 买复式楼好还是平层好

    网上有关“买复式楼好还是平层好”话题很是火热,小编也是针对买复式楼好还是平层好寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。复式楼和大平层是目前最受欢迎的两种房子,买复式楼的话,拥有两层的使用空间,而大平层就只有一层可以使用,所以准备买房子的朋友都在纠结买复

    2026年04月14日
    8305
  • 消防证分为几个等级

    网上有关“消防证分为几个等级”话题很是火热,小编也是针对消防证分为几个等级寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。消防证分为三个等级:初级消防证、中级消防证和高级消防证。初级消防证是指消防安全责任人必须具备的基本证书,用以评估个人消防安全意识和基本的消

    2026年04月14日
    8306
  • 十五年前的贷款还追究吗

    网上有关“十五年前的贷款还追究吗”话题很是火热,小编也是针对十五年前的贷款还追究吗寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。法律分析:银行肯定要追还的,欠款记录仍然存在。能欠这么久未还款,证明你的欠款金额不大,或者故意躲避银行,导致银行联系不到。不过如果

    2026年04月14日
    9308
  • LED电子大屏幕多少钱一个平方?

    网上有关“LED电子大屏幕多少钱一个平方?”话题很是火热,小编也是针对LED电子大屏幕多少钱一个平方?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。LED电子大屏幕的价格并非单一因素所能决定,它受到多种因素的共同影响,主要包括点间距规格、产品结构设计、封装技

    2026年04月14日
    7310
  • 濮阳县去水泊梁山怎么走

    网上有关“濮阳县去水泊梁山怎么走”话题很是火热,小编也是针对濮阳县去水泊梁山怎么走寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。驾车路线:全程约129.3公里起点:濮阳市1.濮阳市内驾车方案1)从起点向正西方向出发,沿人民路行驶30米,调头进入人民路2)

    2026年04月14日
    6318
  • 为什么要培养孩子的情商

    网上有关“为什么要培养孩子的情商”话题很是火热,小编也是针对为什么要培养孩子的情商寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。为什么要培养孩子的情商你知道为什么要培养孩子的情商吗?情商是影响孩子性格形成的很重要的因

    2026年04月14日
    8322
  • 烟台到福州的火车票多少钱啊?

    网上有关“烟台到福州的火车票多少钱啊?”话题很是火热,小编也是针对烟台到福州的火车票多少钱啊?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。方案1:烟台--杭州南--福州南(里程2407公里,耗时30小时9分钟,预计花费421元)车次

    2026年04月15日
    6301
  • 穿泳衣可以穿内衣吗

    网上有关“穿泳衣可以穿内衣吗”话题很是火热,小编也是针对穿泳衣可以穿内衣吗寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。可以穿内衣也可以不穿内衣。以自己的喜好为准。泳衣多指女性游泳时的专用衣服,现在也有男性泳衣。泳衣与体操衣不同,一般泳衣浸入水中不会下沉。泳

    2026年04月15日
    6310
  • 雅阁在行驶中突然熄火是什么原因

    网上有关“雅阁在行驶中突然熄火是什么原因”话题很是火热,小编也是针对雅阁在行驶中突然熄火是什么原因寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。导致车辆熄火的主要原因有四大类:油路、气门、电路、传感器故障。1、发动机在正常工作时,油泵将燃油从油箱中抽出,

    2026年04月15日
    7319
  • 电动车灯罩怎么拆-

    网上有关“电动车灯罩怎么拆?”话题很是火热,小编也是针对电动车灯罩怎么拆?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。电动车有大灯的塑料外壳怎么拆下来,大灯好像松了面板背面左上角和右上角各有一个螺丝,用十字螺丝刀倒下螺丝后,向下轻拍面板正面的左上角和

    2026年04月17日
    2312

发表回复

本站作者才能评论

评论列表(3条)

  • 忆真的头像
    忆真 2026年04月14日

    我是领约号的签约作者“忆真”

  • 忆真
    忆真 2026年04月14日

    本文概览:网上有关“FPGA和CPLD的区别”话题很是火热,小编也是针对FPGA和CPLD的区别寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。F...

  • 忆真
    用户041401 2026年04月14日

    文章不错《FPGA和CPLD的区别》内容很有帮助