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FPGA与CPLD的概念及其差异

一、FPGA与CPLD的基本概念1.CPLDCPLD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

一、FPGA与CPLD的根本概念

1.CPLD

CPLD首要是由可编程逻辑宏单元(LMC,Logic Macro Cell)环绕中心的可编程互连矩阵单元组成,其间LMC逻辑结构较杂乱,并具有杂乱的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,完结必定的功用。因为 CPLD内部选用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连,所以规划的逻辑电路具有时刻可猜测性,避免了分段式互连结构时序不完全猜测的缺陷。到90年代,CPLD开展更为敏捷,不只具有电擦除特性,并且呈现了边际扫描及在线可编程等高档特性。较常用的有Xilinx公司的EPLD和Altera公司的CPLD。

2. FPGA

FPGA一般包含三类可编程资源:可编程逻辑功用块、可编程I/O块和可编程互连。可编程逻辑功用块是完结用户功用的根本单元,它们一般排列成一个阵列,散布于整个芯片;可编程I/O块完结芯片上逻辑与外部封装脚的接口,常环绕着阵列排列于芯片四周;可编程内部互连包含各种长度的连线线段和一些可编程衔接开关,它们将各个可编程逻辑块或I/O块衔接起来,FPGA在可编程逻辑块的规划,内部互连线的结构和选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。电路规划工程师规划一个电路首先要承认线路,然后进行软件模仿及优化,以承认所规划电路的功用及功能。但是跟着电路规划的不断增大,作业 频率的不断进步,将会给电路引进许多散布参数的影响,而这些影响用软件模仿的办法较难反映出来,所以有必要做硬件仿真。FPGA就能够完结硬件仿真以做成模型机。将软件模仿后的线路经必定处理后下载到FPGA,就可简单地得到一个模型机,从该模型机,规划者就很直观地测验其逻辑功用及功能指标。

二、FPGA与CPLD差异

虽然FPGA和CPLD都是可编程ASIC器材,有许多一起特色,但因为CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特色:

①CPLD更适合完结各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完结时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰厚的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰厚的结构。

②CPLD的接连式布线结构决议了它的时序推迟是均匀的和可猜测的,而FPGA的分段式布线结构决议了其推迟的不行猜测性。

③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵敏性。CPLD经过修正具有固定内连电路的逻辑功用来编程,FPGA首要经过改动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,具有更杂乱的布线结构和逻辑完结。

⑤CPLD比FPGA运用起来更便利。CPLD的编程选用E2PROM或FASTFLASH技能,无需外部存储器芯片,运用简略。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,运用办法杂乱。

⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时刻可猜测性。这是因为FPGA是门级编程,并且CLB之间选用散布式互联,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在编程方法上,CPLD首要是根据E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,长处是体系断电时编程信息也不丢掉。CPLD又可分为在编 程器上编程和在体系编程两类。FPGA大部分是根据SRAM编程,编程信息在体系断电时丢掉,每次上电时,需从器材外部将编程数据从头写入SRAM中。其 长处是能够编程恣意次,可在作业中快速编程,然后完结板级和体系级的动态装备。

⑧CPLD保密性好,FPGA保密性差。

⑨一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越显着。

随著杂乱可编程逻辑器材(CPLD)密度的进步,数字器材规划人员在进行大型规划时,既灵敏又简单,并且产品能够很快进入市常许多规划人员现已感遭到 CPLD简单运用。时序可猜测和速度高级长处,但是,在曩昔因为遭到CPLD密度的约束,他们只好转向FPGA和ASIC。现在,规划人员能够体会到密度 高达数十万门的CPLD所带来的优点。

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