The FPGA и CPLD са създадени устройства за получаване на плътността на веригата и скоростта на ASIC (специфична интегрална схема за приложение) устройства, но с по-кратко време за изпълнение за програмируеми устройства. Основната разлика между FPGA и CPLD е, че FPGA има повече логически ресурси от CPLD, което е по-просто и има по-малко връзки. Два фактора се вземат предвид най-вече при разделянето на FPGA и CPLD. Първият е тяхната архитектура и как тя изпълнява различните логически функции. Второ, специфичната полупроводникова технология, използвана в хардуера.

В тази статия ще научите за разликата между CPLD и FPGA . Но преди да обсъдите разликите, трябва да знаете за CPLD и FPGA с техните предимства и недостатъци.

Какво е CPLD?

CPLD е съкращение от „Комплексни програмируеми логически устройства“ . Това е интегрална схема, която подпомага изпълнението на цифрови системи. CPLD се състои от програмируеми функционални блокове и всеки блок има макроклетки . Основните градивни елементи на CPLD са макроклетки. Входът/изходът на функционалните блокове е свързан чрез Глобална матрица за взаимно свързване (GIM) . Тази матрица на взаимно свързване може да се преконфигурира, тъй като промяната на контактите между функционалните блокове е невъзможна. Тези функционални блокове са еквивалентни на набор от логически порти.

bool към низ java

Важно е да се вземе предвид техниката на програмиране, I/P възможностите и възможностите на функционалните блокове при проектирането на CPLD. Като цяло CPLD са енергонезависими и лесни за използване и са евтини.

CPLD се предлагат в различни видове IC пакети и логически семейства. Захранващото напрежение, токът в режим на готовност, работният ток и разсейването на мощността на CPLD също са различни. Освен това те се предлагат с различен капацитет на паметта и опции за поддръжка на паметта. Паметта обикновено се измерва в битове или мегабити и поддръжката на паметта съдържа ROM, RAM и двупортова RAM памет . Също така включва FIFO (първи влязъл, първи излязъл) и LIFO (последен вход, последен изход) памет, и CAM (памет с адресируемо съдържание) .

Компоненти на CPLD

Има различни компоненти на CPLD. Някои основни компоненти на CPLD са както следва:

Функционален блок
В CPLD функционален блок има равнина И, която може да приема входове от I/O блокове, функционални блокове или дори отговор на същия функционален блок. След това термините се добавят към масива ИЛИ и се избират с помощта на голям мултиплексор. Изходът на MUX може или да бъде преместен от блока директно, или чрез тактов тригер. Този функционален блок може да има и допълнителна логика, като избираемо изключително ИЛИ, главен сигнал за нулиране и опция за програмиране на полярността на няколко етапа.Входно/изходни блокове
Входно/изходните блокове се използват за изпращане на сигнали към CPLD щифтовете при подходящи нива на напрежение и ток. Той позволява премахване на закъснения, намаляване на изискванията за време за задържане на устройството и добавяне на допълнителни ресурси към устройството.Взаимна връзка
Взаимното свързване на CPLD е голяма матрица от програмируеми превключватели, която насочва прехвърлянето на сигнали от една част на устройството към друга.Програмируеми компоненти
Той също така използва програмируеми компоненти като PROM, EPROM, EEPROM и флаш EPROM.

Предимства и недостатъци на CPLD

Има различни предимства и недостатъци на CPLD. Някои основни предимства и недостатъци на CPLD са следните:

Предимства

1. Лесен е за проектиране.
2. Има ниска цена за разработка.
3. Помага за намаляване на площта на дъската.
4. Предлага висока надеждност.

Недостатъци

1. Това е по-сложно програмируемо логическо устройство.

Какво е FPGA?

FPGA е съкращение от „Програмируеми на място гейт масиви“ . Това е полупроводниково устройство, съставено от матрица от конфигурируеми логически блокове, свързани заедно чрез програмируеми връзки. След производството FPGA може да бъде препрограмиран, за да отговаря на изискванията. Сегашните FPGA имат приблизително 330 000 логически блокове с 1100 I/O .

Потребителите могат да използват Език за описание на хардуера (HDL) за проектиране и конфигуриране на веригата. След това той може да изпълни проста врата като AND gate или сложна система като многоядрен процесор. Той запазва всички конфигурации в основната памет. В резултат на това прекъсване на захранването може да изтрие всички тези конфигурации.

шрифт gimp

Компоненти на FPGA

Има различни компоненти на FPGA. Някои основни компоненти на FPGA са както следва:

Програмируеми логически блокове
Позволява изпълнението на логически функции.Програмируемо маршрутизиране
Позволява изпълнение на функции.I/O блокове
Използва се за свързване на чипове.

Предимства и недостатъци на FPGA

Има различни предимства и недостатъци на FPGA. Някои основни предимства и недостатъци на FPGA са следните:

Предимства

1. FPGA ICs са широко достъпни и могат бързо да бъдат програмирани с помощта на HDL код. В резултат на това решението се предлага на пазара по-бързо.
2. При дизайна на FPGA софтуерът управлява маршрутизирането, разположението и времето. Изисква по-малко ръчно участие. Потокът на проектиране премахва отнемащите време и сложни анализи на място и рутер, етажно планиране и времеви анализи.
3. FPGA имат способността да бъдат програмирани на логическо ниво. В резултат на това той може да реализира по-бърза и по-паралелна обработка на сигнала. За процесора е предизвикателство да се изпълни.
4. За разлика от разработката на ASIC, която включва значителни NRE (еднократни разходи) и скъпи инструменти, разработването на FPGA е по-евтино поради по-евтините инструменти и без NRE.
5. FPGA могат да бъдат програмирани на софтуерно ниво по всяко време. В резултат на това FPGA IC може да бъде препрограмиран или повторно използван неограничен брой пъти. FPGA могат също да бъдат програмирани от разстояние.

Недостатъци

1. Консумацията на енергия е по-висока и програмистите имат малък контрол върху оптимизирането на мощността в FPGA.
2. FPGA са идеални за създаване на прототипи и производство в малък обем. Когато броят на FPGA, които трябва да бъдат създадени, се увеличи, цената на продукт също се увеличава.
3. Програмирането на FPGA изисква познаване на езиците за програмиране VHDL/Verilog, както и основите на цифровата система. Програмирането не е толкова лесно, колкото това, което се използва в процесорно базирано оборудване. Инженерите също трябва да се научат как да използват инструменти за симулация.
4. След като FPGA бъде избрана и използвана в дизайна, разработчиците трябва да използват наличните ресурси на FPGA IC, което ограничава размера и характеристиките на дизайна. Подходяща FPGA трябва да бъде избрана от самото начало, за да се избегне подобен проблем.

Основни разлики между CPLD и FPGA

Има различни ключови разлики между CPLD и FPGA . Някои от основните разлики между CPLD и FPGA са следните:

1. CPLD е съкращение за комплексни програмируеми логически устройства. За разлика от това, FPGA е съкращение за Field Programmable Gate Arrays.
2. CPLD е интегрална схема, която подпомага изпълнението на цифрови системи. За разлика от това, FPGA е интегрална схема, която е създадена главно, за да бъде персонализирана след производство от клиент или разработчик.
3. FPGA могат да включват до 100 000 малки логически блокове. За разлика от тях, CPLD могат да съхраняват само няколко хиляди логически блока.
4. FPGA е подходящ за сложни приложения. За разлика от тях, CPLD е по-подходящ за по-прости приложения.
5. FPGA има по-голямо потребление на енергия. За разлика от тях, CPLD има по-ниска консумация на енергия.
6. По отношение на производителността, FPGA осигурява стабилна производителност, която е независима от вътрешното маршрутизиране. За разлика от тях, CPLD има непредсказуема производителност, която се основава на маршрутизиране.
7. CPLD е еквивалентен на ПАЛ . От друга страна, FPGA е подобен на a Портален масив .
8. FPGA е цифров логически чип, който се основава на RAM . За разлика от тях, CPLD са Базиран на EEPROM .
9. FPGA се класифицира като фино зърно. За разлика от тях, CPLD е едрозърнест.
10. CPLD осигурява по-голяма защита от FPGA, тъй като има енергонезависима памет.
11. Закъсненията в CPLD са значително по-предвидими, отколкото в FPGA.

Пряко сравнение между CPLD и FPGA

Тук ще научите директните сравнения между CPLD и FPGA. Основните разлики между CPLD и FPGA са следните:

Заключение

FPGA предлагат по-голяма сложност и гъвкавост и функции като RAM на чипа, управление на часовника, DSP операции, умножители и т.н. От друга страна, CPLD консумира по-малко енергия от FPGA и е по-вероятно FPGA устройствата да се използват често в проекти, където промените се прилагат. За разлика от това, CPLD устройствата се използват, когато е необходима проста логика на свързване и когато са необходими схеми за незабавно включване за приложението, тъй като FPGA работи с по-ниска скорост първоначално поради зареждането на конфигурация от външния ROM.