TechCodeview

The FPGA și CPLD au fost create dispozitive pentru a obține densitatea circuitului și viteza de ASIC (Circuit integrat specific aplicației) dispozitive, dar cu un timp de răspuns mai scurt pentru dispozitivele programabile. Distincția principală dintre un FPGA și un CPLD este că un FPGA are mai multe resurse logice decât un CPLD, care este mai simplu și are mai puține interconexiuni. Doi factori sunt luați în considerare în cea mai mare parte la segregarea FPGA și CPLD. Prima este arhitectura lor și modul în care implementează diferitele funcții logice. În al doilea rând, tehnologia semiconductoare specifică utilizată în hardware.

În acest articol, veți afla despre diferența dintre CPLD și FPGA . Dar înainte de a discuta diferențele, trebuie să cunoașteți despre CPLD și FPGA cu avantajele și dezavantajele lor.

Ce este CPLD?

CPLD este o abreviere pentru „Dispozitive logice programabile complexe” . Este un circuit integrat care ajută la execuția sistemelor digitale. Un CPLD este alcătuit din blocuri funcționale programabile și fiecare bloc are macrocelule . Elementele de bază ale CPLD sunt macrocelulele. I/E-urile blocurilor funcționale sunt conectate prin Matricea globală de interconectare (GIM) . Această matrice de interconectare este reconfigurabilă deoarece schimbarea contactelor între blocurile funcționale este imposibilă. Aceste blocuri funcționale sunt echivalente cu un set de porți logice.

toate majusculele comandă excel

Este important să luați în considerare tehnica de programare, capacitatea I/P și capacitățile blocurilor funcționale atunci când proiectați CPLD-uri. În general, CPLD-urile sunt nevolatile și simplu de utilizat și sunt ieftine.

CPLD-urile vin în diferite tipuri de pachete IC și familii logice. Tensiunea de alimentare, curentul de așteptare, curentul de funcționare și disiparea puterii CPLD-urilor sunt, de asemenea, diferite. În plus, acestea sunt disponibile cu diferite capacități de memorie și opțiuni de suport pentru memorie. Memoria este de obicei măsurată în biți sau megabiți, iar suportul de memorie conține ROM, RAM și RAM cu două porturi . De asemenea, include FIFO (primul intrat, primul ieşit) și LIFO (ultimul intrat, ultimul ieșit) memorie, și CAM (memorie adresabilă de conținut) .

Componentele CPLD

Există diverse componente ale CPLD. Unele componente principale ale CPLD sunt următoarele:

Bloc funcțional
Într-un CPLD, un bloc funcțional are un plan AND care poate accepta intrări de la blocuri I/O, blocuri funcționale sau chiar răspunsul aceluiași bloc funcțional. După aceea, termenii sunt adăugați la matricea SAU și aleși folosind un multiplexor mare. Ieșirea MUX-ului poate fi fie mutată din bloc direct, fie printr-un flip-flop tactat. Acest bloc funcțional poate avea, de asemenea, o logică suplimentară, cum ar fi un SAU exclusiv selectabil, un semnal de resetare principal și opțiunea de a programa polaritatea în mai multe etape.Blocuri de intrare/ieșire
Blocurile de intrare/ieșire sunt utilizate pentru a trimite semnale către pinii CPLD la nivelurile adecvate de tensiune și curent. Permite eliminarea întârzierilor, reducerea cerințelor de timp de reținere a dispozitivului și adăugarea de resurse suplimentare la dispozitiv.Interconectare
Interconectarea unui CPLD este o matrice mare de comutatoare programabile care direcționează transferul semnalelor de la o porțiune a dispozitivului la alta.Componente programabile
De asemenea, utilizează componente programabile precum PROM, EPROM, EEPROM și flash EPROM.

Avantajele și dezavantajele CPLD

Există diverse avantaje și dezavantaje ale CPLD. Câteva avantaje și dezavantaje principale ale CPLD sunt următoarele:

Avantaje

1. Este ușor de proiectat.
2. Are un cost de dezvoltare redus.
3. Ajută la reducerea suprafeței plăcii.
4. Oferă fiabilitate ridicată.

Dezavantaje

1. Este un dispozitiv logic programabil mai complicat.

Ce este FPGA?

FPGA este o abreviere pentru „Matrice de porți programabile în câmp” . Este un dispozitiv semiconductor compus dintr-o matrice de blocuri logice configurabile legate între ele prin interconexiuni programabile. După producție, un FPGA poate fi reprogramat pentru a îndeplini cerințele. FPGA-urile actuale au aproximativ 330000 blocuri logice cu 1100 I/O .

Utilizatorii pot utiliza Limbajul de descriere hardware (HDL) pentru a proiecta și configura circuitul. După aceea, poate executa o poartă simplă precum o poartă AND sau un sistem complicat, cum ar fi un procesor multi-core. Salvează toate configurațiile în memoria principală. Ca rezultat, o întrerupere a curentului poate șterge toate aceste configurații.

cuvânt cheie java volatil

Componentele FPGA

Există diverse componente ale FPGA. Unele componente principale ale FPGA sunt următoarele:

Blocuri logice programabile
Permite implementarea funcțiilor logice.Rutare programabilă
Permite implementarea funcțiilor.Blocuri I/O
Este folosit pentru a face conexiuni cu cip.

Avantajele și dezavantajele FPGA

Există diverse avantaje și dezavantaje ale FPGA. Câteva avantaje și dezavantaje principale ale FPGA sunt următoarele:

Avantaje

1. Circuitele integrate FPGA sunt accesibile pe scară largă și pot fi programate rapid folosind codul HDL. Ca urmare, soluția este oferită pe piață mai rapid.
2. În designul FPGA, software-ul se ocupă de rutare, plasare și sincronizare. Este nevoie de mai puțină implicare manuală. Fluxul de proiectare înlătură analizele complicate și consumatoare de timp și ale routerului, planificării podelei și cronometrarii.
3. FPGA-urile au capacitatea de a fi programate la nivel logic. Ca rezultat, poate implementa o procesare a semnalului mai rapidă și mai paralelă. Este o provocare pentru CPU să execute.
4. Spre deosebire de dezvoltarea ASIC, care implică semnificativ NRE (Cheltuieli nerecurente) și instrumente scumpe, dezvoltarea FPGA este mai puțin costisitoare datorită instrumentelor mai puțin costisitoare și fără NRE.
5. FPGA-urile pot fi programate la nivel de software în orice moment. Ca rezultat, circuitul integrat FPGA poate fi reprogramat sau reutilizat de ori nelimitat. FPGA-urile pot fi programate și de la distanță.

Dezavantaje

1. Consumul de energie este mai mare, iar programatorii au puțin control asupra optimizării puterii în FPGA.
2. FPGA-urile sunt ideale pentru prototipare și producție de volum redus. Când numărul de FPGA care urmează să fie creat crește, crește și costul pe produs.
3. Programarea FPGA necesită familiarizarea cu limbajele de programare VHDL/Verilog, precum și cu elementele de bază ale sistemului digital. Programarea nu este la fel de simplă ca cea utilizată în echipamentele bazate pe procesor. De asemenea, inginerii trebuie să învețe cum să folosească instrumentele de simulare.
4. Odată ce un FPGA este ales și utilizat în proiectare, dezvoltatorii trebuie să utilizeze resursele prezente pe FPGA IC, ceea ce limitează dimensiunea și caracteristicile designului. Un FPGA adecvat trebuie selectat de la început pentru a evita o astfel de problemă.

Diferențele cheie între CPLD și FPGA

Există diverse diferențe cheie între CPLD și FPGA . Unele dintre diferențele cheie dintre CPLD și FPGA sunt următoarele:

1. CPLD este o abreviere pentru Dispozitive logice programabile complexe. În schimb, FPGA este o abreviere pentru Field Programmable Gate Arrays.
2. Un CPLD este un circuit integrat care ajută la execuția sistemelor digitale. În schimb, un FPGA este un circuit integrat care este creat în principal pentru a fi personalizat după fabricație de către un client sau un dezvoltator.
3. FPGA-urile pot include până la 100.000 blocuri logice mici. În schimb, CPLD-urile pot stoca doar câteva mii de blocuri logice.
4. FPGA este potrivit pentru aplicațiile complicate. În schimb, CPLD este mai potrivit pentru aplicații mai simple.
5. FPGA are un consum mai mare de energie. În schimb, CPLD are un consum mai mic de energie.
6. În ceea ce privește performanța, FPGA oferă performanțe stabile, care sunt independente de rutarea internă. În schimb, CPLD are performanțe imprevizibile care se bazează pe rutare.
7. CPLD este echivalent cu PAL . Pe de altă parte, FPGA este similar cu a Matrice de porți .
8. FPGA este un cip logic digital care se bazează pe RAM . În schimb, CPLD-urile sunt Bazat pe EEPROM .
9. FPGA este clasificat ca granulație fină. În schimb, CPLD este cereale grosiere.
10. CPLD oferă mai multă protecție decât FPGA, deoarece are memorie nevolatilă.
11. Întârzierile în CPLD-uri sunt semnificativ mai previzibile decât în ​​FPGA.

Comparație directă între CPLD și FPGA

Aici veți afla comparațiile directe dintre CPLD și FPGA. Principalele diferențe dintre CPLD și FPGA sunt următoarele:

Concluzie

FPGA-urile oferă o complexitate și flexibilitate mai mari și caracteristici precum RAM pe cip, managementul ceasului, operațiuni DSP, multiplicatori etc. Pe de altă parte, CPLD consumă mai puțină energie decât FPGA, iar dispozitivele FPGA sunt mai susceptibile de a fi utilizate frecvent în proiecte în care se aplică modificări. În schimb, dispozitivele CPLD sunt utilizate atunci când este necesară o simplă logică de adeziv și când sunt necesare circuite instantanee pentru aplicație, deoarece FPGA funcționează la o viteză mai mică inițial datorită încărcării configurației din ROM-ul extern.