CPLD与FPGA区别

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可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用

可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用

可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用一、可编程逻辑器件(CPLD)的特点和应用:CPLD是一种具有很高逻辑容量的可编程逻辑器件,它通常由可编程逻辑单元(PLE)和可编程互连网络(PIN)组成。

CPLD的主要特点如下:1.逻辑容量大:CPLD的逻辑容量通常可以达到数千个逻辑门等效。

这使得CPLD非常适合那些需要大规模逻辑功能的应用,如控制器、通信接口和高级数学运算等。

2.可编程性强:CPLD可以通过编程操作来实现不同的逻辑功能。

它使用类似于电荷耦合器(CPL)的可编程逻辑单元来实现逻辑功能,其中每个CPL可以实现与或非门、与非门或非与门等逻辑运算。

3.器件内部拓扑复杂:CPLD具有丰富的内部互连网络,可以将各个逻辑元件之间的信号按照需要进行连接。

这使得CPLD可以实现复杂的信号处理和数据流处理功能。

4.快速重编程:CPLD可以在运行时进行在线编程,从而允许系统进行动态配置和故障恢复。

这一特点使得CPLD广泛应用于技术验证、原型设计和快速迭代开发等场景。

CPLD的应用主要集中在以下几个领域:1.控制器:CPLD可以用于实现各种控制器,如数字信号处理器(DSP)的外围控制器、数据采集/输出控制器等。

其高逻辑容量和可编程性强的特点使得CPLD非常适合这些应用场景。

2. 通信接口:CPLD可以实现多种通信协议和接口,如串行通信接口(SPI/I2C/UART)、嵌入式总线接口(PCI/USB/Ethernet)等。

这些接口在通信系统中起到了关键的作用。

3.高级数学运算:CPLD可以实现各种高级数学运算,如矩阵运算、滤波运算、FFT运算等。

这些运算对于数字信号处理(DSP)和图像处理等应用非常重要。

4.逻辑分析仪:CPLD可以实现逻辑分析仪的功能,用于捕获和分析数字信号的时序和逻辑关系。

逻辑分析仪在系统调试和故障分析中非常有用。

二、现场可编程门阵列(FPGA)的特点和应用:FPGA是一种具有大规模逻辑容量和可编程性的可编程逻辑器件。

CPLD与FPGA的区别与优缺点

CPLD与FPGA的区别与优缺点

4、 应 用 范 围 的 不 同
系统;
CPLD 逻 辑 能 力 强 而 寄 存 器 少 , 适 用 于 控 制 密 集 型
系统。
FPGA 逻 辑 能 力 较 弱 但 寄 存 器 多 , 适 于 数 据 密 集 型
CPLD 和 FPGA 的 优 点 : 1.规 模 越 来 越 大 , 实 现 功 能 越 来 越 强 , 同 时 可 以 实 现 系 统 集 成 。 2.研 制 开 发 费 用 低 , 不 承 担 投 片 风 险 , 使 用 方 便 。 3.通 过 开 发 工 具 在 计 算 机 上 完 成 设 计 , 电 路 设 计 周 期 短 。 4.不 需 要 设 计 人 员 了 解 很 深 的 IC 知 识 , EDA 软 件 易 学 易 用 。 5.通 过 FPGA 和 CPLD 开 发 的 系 统 成 熟 后 , 可 以 进 行 ASIC 设 计 , 形成批量生产。
CPLD 和 FPGA 的区别与优缺点
FPGA(Field Programmable Gates Array 现场可编程门阵列,内部结构为门 阵列构成静态存储器(SRAM)。该 SRAM 可构成函数发生器,即查找表,通 过查找表可实现逻辑函数功能)
CPLD( Complex Programmable Logic Device 复 杂 可 编 程逻辑器件,内部结构为“与或阵列”。该结构来自于典型的 PAL、 GAL 器 件 的 结 构 。 任 意 一 个 组 合 逻 辑 都 可 以 用 “ 与 — 或 ” 表 达 式 来 描 述 ,所 以 该 “ 与 或 阵 列 ” 结 构 能 实 现 大 量 的 组 合 逻 辑 功能)
结构
FPGA 器件在结构上 ,由逻辑功能块排列为阵列 ,并由可编程的内部连线连接这些功能块来 实现一定的逻辑功能 CPLD 是将多个可编程阵列逻辑 (PAL)器件集成到一个芯片 ,具有类似 PAL 的结构。一般 情况下 CPLD 器件中至少包含三种结构 :可编程逻辑功能块 (FB);可编程 I/ O 单元 ;可编程

一文带你了解CPLD、FPGA、DSP之间的区别与联系

一文带你了解CPLD、FPGA、DSP之间的区别与联系

一文带你了解CPLD、FPGA、DSP之间的区别与联系ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。

ARM也是单片机。

ARM 架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器,基本是32位单片机的行业标准,它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案,四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。

由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行。

目前ARM在手持设备市场占有90以上的份额,可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间,也降低了研发费用。

DSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。

一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。

DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。

也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度。

另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。

由于它运算能力很强,速度很快,体积很小,而且采用软件编程具有高度的灵活性,因此为从事各种复杂的应用。

FPGA硬件培训

FPGA硬件培训

FPGA设计一般流程
• 6、时序仿真与验证 • 7、板级仿真与验证 • 8、调试与加载配置 • 本次培训主要以硬件电路设计为主,关于硬件描述语言及 FPGA相关仿真不详述.
芯片配置方式概述
1:配置是连接FPGA软件设计到硬件功能实现的桥梁,配置 电路部分有误,配置文件无法下载到配置器件中,对FPGA 编程,则再好的设计都是浮云。 上电后,配置数据保存在 配置RAM中,将配置数据载入FPGA即是对FPGA编程。 2:在介绍FPGA配置方式前,先介绍一些与配置相关的硬件 引脚,如下表::
FPGA基本结构
FPGA主要有三大组成部分,逻辑块(Logic Block LB),连线资源 (Routing Resource),输入输出块(I/O Block)模型如下:
FPGA设计一般流程
FPGA设计一般流程
• 1、电路设计与输入 • 2、功能仿真 • 3、综合优化:综合优化(Synthesize)是指将HDL语言、 原理图等设计输入翻译成由与、或、非门,RAM,触发器 等基本逻辑单元组成的逻辑连接(网表),并根据目标与 要求(约束条件)优化所生成的逻辑连接,输出edf和edn 等标准格式的网表文件,供FPGA/CPLD厂家的布局布线器
• FPGA配置方式的选择,通过MSEL[4..0]连接方式的不同进 行选择。具体详见下表:
芯片配置方式概述
芯片配置方式详解
AS由FPGA器件引导配置操作过程,它控制着外部存储器 和初始化过程。这种配置方式支持AS*1 ,AS*4两种模式, FPGA器件处于主动地位,配置器件处于从属地位。 EPCS系 列如EPCS1,EPCS4等配置器件专供AS模式,以Stratix V系列 FPGA为例,针对1PCS FPGA其AS*1硬件连接方式如下:

FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别

FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别

1. FPGAFPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD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。

以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合与布局,快速的烧录至FPGA 上进行测试,是现代IC设计验证的技术主流。

这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。

在大多数的FPGA里面,这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop)或者其他更加完整的记忆块。

系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。

一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

什么是FPGA?简单来说,FPGA就是“可反复编程的逻辑器件”。

FPGA取自Field Programmable Gate Array的首个字母,代表现场(Field)可编程(Programmable)逻辑阵列(Gate Array)。

由于在产品发售后您仍然可以对产品设计作出修改,因此我们可以顺利地对产品进行更新以及针对新的协议标准作出相应改进。

相对于对售后产品设计无法进行修改的ASIC和ASSP来说,这是FPGA特有的一个优势。

由于FPGA 可编程的灵活性以及近年来科技的快速发展,FPGA也正向高集成,高性能,低功耗,低价格的方向发展,并具备了与ASIC和ASSP 同等的性能,被广泛地使用在各行各业的电子及通信设备里。

FPGA与CPLD的区别尽管很多人听说过CPLD,但是关于CPLD与FPGA之间的区别,了解的人可能不是很多。

EDA总结

EDA总结

一.CPLD 和FPGA 的主要区别1. 结构上的不同:CPLD-乘积项 FPGA-基于查找表(LUT)2. 集成度的不同CPLD :500 - 50000门;FPGA :1K – 几千万门 3 应用范围的不同CPLD 逻辑能力强而寄存器少(1K 左右), 适用于控制密集型系统;FPGA 逻辑能力较弱但寄存器多,适于数据密集型系 CPLD 逻辑密集型----适于简单逻辑功能 2、中小规模(1000 ~ 50000) 3、布线延迟固定,时序特性稳定 4、编程数据不丢失,电路简单 5、保密性好二.Verilog HDL 适用的描述层次:1、系统级(System ) 部分可物理实现,主要用于仿真2、算法级(Alogrthem ) 部分可物理实现,主要用于仿真3、寄存器传输级(RTL )可完全物理实现,用于电路设计4、逻辑级(Logic ) 可完全物理实现,用于电路设计5、门级(Gate ) 可完全物理实现,用于电路设计6、电路开关级(Switch )软件中不涉及,用于芯片设计三.电路的两种基本计算机输入方式——原理图输入和硬件描述语言输入 四.语言输入与原理图输入方式相比的优点: 1、容易把设计移植到不同厂家的不同芯片中去;2、信号位数容易修改,可以很方便的适应不同规模的应用;3、与实现工艺无关;V erilog HDL 综合器生成标准的电子设计互换格式(EDIF )文件,方便文档交换与保存;五.软核、固核、硬核的概念 软核(Soft Core ):功能经过验证的、可综合的、实现后电路结构总门数在5000门以上的V erilog HDL 模型。

由软核构成的器件称为虚拟器件。

三者中灵活性最高。

固核(Firm Core ):指在某一种现场可编程门阵列(FPGA )器件上实现的、经验证是正确的、总门数在5000门以上电路结构编码文件。

硬核(Hard Core ):指在某一种专用集成电路(ASIC )工艺的器件上实现的、经验证是正确的、总门数在5000门以上的电路结构版图掩膜CPLD逻辑密集型----适于简单逻辑功能 2、中小规模(1000 ~ 50000) 3、布线延迟固定,时序特性稳定 4、编程数据不丢失,电路简单 5、保密性好FPGA1、数据密集型——适于复杂的时序逻辑2、大规模设计(5000 ~ 数百万门)3、布线灵活,但时序特性不稳定4、需用专用的 ROM 进行数据配置5、保密性较差HDL 功能数字系统仿真、验证(全部语法支持) 数字系统设计、综合(部分语法支持) HDL 功能:六.Verilog 的两种描述——如果只从行为和功能的角度来描述某一电路模块,就称为行为模块;如果从电路结构的角度来描述该电路模块,就称为结构模块。

cpld与fpga的区别

cpld与fpga的区别

FPGA与CPLD的区别FPGA是现场可编程逻辑门阵列的简称,是电子设计的一个里程碑。

CPLD是复杂可编程逻辑器件的简称。

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:1)、CPLD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。

2)、CPLD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。

4)、FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

5)、CPLD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。

6)、CPLD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EEPROM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。

8)、CPLD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。

FPGA与CPLD 总结

FPGA与CPLD 总结

CPLD(complex programable logic device)复杂可编程逻辑器件FPGA(field programable gate array)现场可编程门阵列FPGA和CPLD的逻辑单元本身的结构与SPLD相似,即与阵列和可配置的输出宏单元组成。

FPGA逻辑单元是小单元,每个单元只有1-2个触发器,其输入变量通常只有几个因而采用查找表结构(PROM形式)这样的工艺结构占用的芯片面积小,速度高(通常只有1-2纳秒),每个芯片上能集成的单元数多,但逻辑单元功能弱。

如果想实现一个较复杂的功能,需要几个这样的单元组合才能完成(总延时是各个单元延时和互连延时的和),互连关系复杂。

CPLD中的逻辑单元是单元,通常其变量数约20-28个。

因为变量多,所以只能采用PAL结构。

由于这样的单元功能强大,一般的逻辑在单元内均可实现,因而其互连关系简单,一般通过集总总线既可实现。

电路的延时通常就是单元本身和集总总线的延时(通常在数纳秒至十几纳秒),但是同样集成规模的芯片中的触发器的数量少得多。

从上面分析可知道:小单元的FPGA较适合数据型系统,这种系统所需要的触发器数多,但是逻辑相对简单;大单元的CPLD较适合逻辑型系统,如控制器等,这种系统逻辑复杂,输入变量多,但触发器需求量相对较少。

反熔丝工艺只能一次性编程,EPROM EEPROM 和FLASH工艺可以反复的编程,但是他们一经编程片内逻辑就被固定。

他们都是只读型(ROM)编程,这类编程不仅可靠性较高还可以加密。

XILINX公司的FPGA芯片采用RAM型编程,相同集成规模的芯片中的触发器数目较多,功耗低,但是掉电后信息不能保存,必须与存储器联用。

每次上电时必须先对芯片配置,然后才能使用,这似乎是RAM型PLD的缺点,但是ROM型PLD中的编程信息在使用时是不能变化的,RAM型PLD却可以在工作时更换内容,实现不同的逻辑。

CPLD和FPGA的结构,性能对照:CPLD FPGA PROM集成规模:小(最大数万门)大(最高达百万门)单元粒度:大(PAL结构)小(PROM结构)互连方式:集总总线分段总线长线专用互连编程工艺:EPROM EEPROM FLASH SRAM编程类型:ROM RAM型须与存储器联用信息:固定可实时重构触发器数:少多单元功能:强弱速度:高低222222222222222222222222222222222222延迟:确定,可以预测不能确定不能预测功耗:高低加密性能:可加密不能加密适用场合:逻辑型系统数据型系统LCA(LOGIC CELL ARRAY)逻辑单元阵列CLB(CONFIGURABLE LOGIC BLOCK)可配置逻辑模块IOB(INPUT OUTOUT BLOCK)输入输出块Spartan-xl系列FPGA的主要特性SPARTAN-XL系列的FPGA具有低压,低功耗的特点。

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CPLD和FPGA区别可编程逻辑器件主要包括FPGA和CPLD,FPGA是Field Programmable Gate Array缩写,CPLD是Complex Promrammable Logic Device的缩写。

从可编程逻辑器件的发展历史上来讲,CPLD一般是指采用乘积相结构的基于EEPROM的器件,所以具有非挥发的,不需要外部配置ROM,具有保密性和有限次编程次数(根据不同的结构,从100次到1万次不等)等特点,适合用在胶合逻辑(glue logic,如DSP芯片外围的译码逻辑),IO扩展,IO电平转换,FPGA芯片配置等应用场合。

如Altera的MAX7000和MAX3000系列芯片,Xilinx的XC9500和CoolRunner/II 系列芯片,Lattice的ispMACH4000/Z系列芯片都是CPLD器件,容量从32宏单元到512宏单元不等。

FPGA主要是指采用四输入查找表(LUT4)的基于SRAM的器件,因为SRAM是挥发的,掉电丢失数据,所以FPGA需要外部配置ROM,上电的时候,从外部的ROM把FPGA的配置数据导入到FPGA芯片内部后工作。

具有SRAM的FPGA采用标准的CMOS制造工艺,可以随着最新的工艺而更新还代,给用户带来了实惠;衡量FPGA容量的一个基本指标是逻辑单元(Logic cell或者Logic element),由一个可编程得LUT4和一个可编程的DFF组成,LUT4完成组合逻辑功能,而DFF用来实现时序功能。

FPGA的容量从几千的逻辑单元到几十万的逻辑单元不等。

如Altera的Cyclone/II/III和Stratix/II/III系列芯片,Xilinx Spartan3/3E/3A/3AN和Virtex4/5系列芯片都是FPGA器件。

随着芯片技术的发展,CPLD和FPGA的概念已经模糊在一起,如Altera和Lattice公司把小容量(小于2K 左右逻辑单元)非挥发的可编程器件归到CPLD里,如Altera的MAXII系列和Lattice的MACH XO系列芯片,把基于SRAM的FPGA和FLASH的储存单元做到一个芯片里面,以及跟传统的CPLD不一样了;总之,我们可以简单的区分FPGA和CPLD,CPLD:小容量(<2K左右LE)的非挥发的可编程器件;其它的可编程器件都可归到FPGA。

系统的比较: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场。

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。

CPLD结构在一个逻辑路径上采用1至16个乘积项,因而大型复杂设计的运行速度可以预测。

因此,原有设计的运行可以预测,也很可靠,而且修改设计也很容易。

CPLD在本质上很灵活、时序简单、路由性能极好,用户可以改变他们的设计同时保持引脚输出不变。

与FPGA相比,CPLD的I/O更多,尺寸更小如今,通信系统使用很多标准,必须根据客户的需要配置设备以支持不同的标准。

CPLD可让设备做出相应的调整以支持多种协议,并随著标准和协议的演变而改变功能。

这为系统设计人员带来很大的方便,因为在标准尚未完全成熟之前他们就可以著手进行硬件设计,然后再修改代码以满足最终标准的要求。

CPLD的速度和延迟特性比纯软件方案更好,它的NRE费用低於ASIC,更灵活,产品也可以更快入市。

CPLD可编程方案的优点如下:●逻辑和存储器资源丰富(Cypress Delta39K200的RAM超过480 Kb)●带冗余路由资源的灵活时序模型|●改变引脚输出很灵活●可以装在系统上后重新编程●I/O数目多●具有可保证性能的集成存储器控制逻辑●提供单片CPLD和可编程PHY方案由于有这些优点,设计建模成本低,可在设计过程的任一阶段添加设计或改变引脚输出,可以很快上市CPLD的结构CPLD是属於粗粒结构的可编程逻辑器件。

它具有丰富的逻辑资源(即逻辑门与寄存器的比例高)和高度灵活的路由资源。

CPLD的路由是连接在一起的,而FPGA的路由是分割开的。

FPGA可能更灵活,但包括很多跳线,因此速度较CPLD慢。

CPLD以群阵列(array of clusters)的形式排列,由水平和垂直路由通道连接起来。

这些路由通道把信号送到器件的引脚上或者传进来,并且把CPLD内部的逻辑群连接起来。

CPLD之所以称作粗粒,是因为,与路由数量相比,逻辑群要大得到。

CPLD的逻辑群比FPGA的基本单元大得多,因此FPGA是细粒的。

CPLD的功能块CPLD最基本的单元是宏单元。

一个宏单元包含一个寄存器(使用多达16个乘积项作为其输入)及其它有用特性因为每个宏单元用了16个乘积项,因此设计人员可部署大量的组合逻辑而不用增加额外的路径。

这就是为何CPLD被认为是“逻辑丰富”型的宏单元以逻辑模块的形式排列(LB),每个逻辑模块由16个宏单元组成。

宏单元执行一个AND操作,然后一个OR操作以实现组合逻辑。

每个逻辑群有8个逻辑模块,所有逻辑群都连接到同一个可编程互联矩阵。

每个群还包含两个单端口逻辑群存储器模块和一个多端口通道存储器模块。

前者每模块有8,192b存储器,后者包含4,096b专用通信存储器且可配置为单端口、多端口或带专用控制逻辑的FIFO。

CPLD有什麽好处?I/O数量多?CPLD的好处之一是在给定的器件密度上可提供更多的I/O数,有时甚至高达70%。

时序模型简单CPLD优于其它可编程结构之处在于它具有简单且可预测的时序模型。

这种简单的时序模型主要应归功于CPLD的粗粒度特性。

CPLD可在给定的时间内提供较宽的相等状态,而与路由无关。

这一能力是设计成功的关键,不但可加速初始设计工作,而且可加快设计调试过程。

粗粒CPLD结构的优点CPLD是粗粒结构,这意味著进出器件的路径经过较少的开关,相应地延迟也小。

因此,与等效的FPGA 相比,CPLD可工作在更高的频率,具有更好的性能。

CPLD的另一个好处是其软件编译快,因为其易于路由的结构使得布放设计任务更加容易执行。

细粒FPGA结构的优点FPGA是细粒结构,这意味著每个单元间存在细粒延迟。

如果将少量的逻辑紧密排列在一起,FPGA 的速度相当快。

然而,随著设计密度的增加,信号不得不通过许多开关,路由延迟也快速增加,从而削弱了整体性能。

CPLD的粗粒结构却能很好地适应这一设计布局的改变。

,'灵活的输出引脚CPLD的粗粒结构和时序特性可预测,因此设计人员在设计流程的后期仍可以改变输出引脚,而时序仍保持不变。

为什么CPLD和FPGA需要不同的逻辑设计技巧?FPGA是细粒器件,其基本单元和路由结构都比CPLD的小。

FPGA是“寄存器丰富”型的(即其寄存器与逻辑门的比例高),而CPLD正好相反,它是“逻辑丰富”型的。

很多设计人员偏爱CPLD是因为它简单易用和高速的优点。

CPLD更适合逻辑密集型应用,如状态机和地址解码器逻辑等。

而FPGA则更适用于CPU和DSP等寄存器密集型设计。

新的CPLD封装CPLD有多种密度和封装类型,包括单芯片自引导方案。

自引导方案在单个封装内集成了FLASH存储器和CPLD,无须外部引导单元,从而可降低设计复杂性并节省板空间。

在给定的封装尺寸内,有更高的器件密度共享引脚输出。

这就为设计人员提供了“放大”设计的便利,而无须更改板上的引脚输出。

CPLD的功耗 6与同样密度的FPGA相比,CPLD的待机功耗更低。

CPLD FPGA (待機電流(在Vcc 為1.8V時))50K 300μA 200mA100K 600μA 200mA200K 1.25mA 300mACPLD特别适合那些要求低功耗和低温度的电池供电应用,像手持设备。

许多设计人员都熟悉传统的PLD,并喜欢这种结构所固有的灵活性和易用性。

CPLD为ASIC和FPGA 设计人员提供了一种很好的替代方案,可让他们以更简单、方便易用的结构实现其设计。

CPLD现已达到数十万门的密度,并可提供当今通信设计所需的高性能。

大于50万门的设计仍需ASIC和FPGA,但对于小型设计,CPLD不失为一个高性价比的替代方案。

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。

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