The FPGA i CPLD stvoreni su uređaji za dobivanje gustoće i brzine kruga ASIC (Application Specific Integrated Circuit) uređaja, ali s kraćim vremenom obrade za programabilne uređaje. Primarna razlika između FPGA i CPLD-a je u tome što FPGA ima više logičkih resursa od CPLD-a, koji je jednostavniji i ima manje međupovezanosti. Prilikom razdvajanja FPGA i CPLD-a uglavnom se uzimaju u obzir dva čimbenika. Prvi je njihova arhitektura i način na koji implementira različite logičke funkcije. Drugo, specifična poluvodička tehnologija koja se koristi u hardveru.

U ovom ćete članku saznati razliku između CPLD i FPGA . Ali prije rasprave o razlikama, morate znati o CPLD i FPGA s njihovim prednostima i nedostacima.

Što je CPLD?

CPLD je skraćenica za 'Složeni programabilni logički uređaji' . To je integrirani krug koji pomaže u izvođenju digitalnih sustava. CPLD se sastoji od programabilnih funkcionalnih blokova, a svaki blok ima makroćelije . Primarni građevni blokovi CPLD-a su makroćelije. I/O funkcionalnih blokova je povezan preko Globalna matrica međusobnog povezivanja (GIM) . Ova matrica međusobnog povezivanja je rekonfigurabilna jer je promjena kontakata između funkcionalnih blokova nemoguća. Ovi funkcionalni blokovi su ekvivalentni skupu logičkih vrata.

spajanje nizova

Važno je uzeti u obzir tehniku ​​programiranja, I/P mogućnosti i mogućnosti funkcionalnih blokova kada dizajnirate CPLD. Općenito, CPLD-ovi su trajni i jednostavni za korištenje te su jeftini.

CPLD dolaze u različitim tipovima IC paketa i logičkim obiteljima. Napon napajanja, struja pripravnosti, radna struja i rasipanje snage CPLD-a također su različiti. Osim toga, dostupni su s različitim memorijskim kapacitetima i opcijama memorijske podrške. Memorija se obično mjeri u bitovima ili megabitima, a memorijska podrška sadrži ROM, RAM i dual-port RAM . Također uključuje FIFO (prvi ušao, prvi izašao) i LIFO (zadnji ušao, zadnji izašao) pamćenje, i CAM (adresirana memorija sadržaja) .

Komponente CPLD-a

Postoje različite komponente CPLD-a. Neke glavne komponente CPLD-a su sljedeće:

Funkcijski blok
U CPLD-u, funkcijski blok ima AND ravninu koja može prihvatiti ulaze iz I/O blokova, funkcijskih blokova ili čak odgovor istog funkcijskog bloka. Nakon toga, termini se dodaju u polje OR i biraju pomoću velikog multipleksera. Izlaz MUX-a može se premjestiti iz bloka izravno ili preko taktiranog flip-flopa. Ovaj funkcionalni blok također može imati dodatnu logiku, kao što je isključivi ILI koji se može odabrati, signal glavnog resetiranja i mogućnost programiranja polariteta u nekoliko faza.Ulazno/izlazni blokovi
Ulazno/izlazni blokovi koriste se za slanje signala na CPLD pinove na odgovarajućim razinama napona i struje. Omogućuje uklanjanje kašnjenja, smanjenje zahtjeva vremena zadržavanja uređaja i dodavanje dodatnih resursa uređaju.Međusobno povezivanje
Interkonekcija CPLD-a velika je matrica programibilnih sklopki koja usmjerava prijenos signala s jednog dijela uređaja na drugi.Programabilne komponente
Također koristi programabilne komponente kao što su PROM, EPROM, EEPROM i flash EPROM.

Prednosti i nedostaci CPLD-a

Postoje razne prednosti i nedostaci CPLD-a. Neke od glavnih prednosti i nedostataka CPLD-a su sljedeće:

Prednosti

1. Lako se dizajnira.
2. Ima niske troškove razvoja.
3. Pomaže smanjiti površinu ploče.
4. Nudi visoku pouzdanost.

Nedostaci

1. To je složeniji programabilni logički uređaj.

Što je FPGA?

FPGA je skraćenica za 'Field Programmable Gate Arrays' . To je poluvodički uređaj sastavljen od matrice konfigurabilnih logičkih blokova povezanih zajedno preko programibilnih interkonekcija. Nakon proizvodnje, FPGA se može reprogramirati da zadovolji zahtjeve. Trenutačni FPGA imaju približno 330000 logički blokovi sa 1100 I/O .

Korisnici mogu koristiti Jezik opisa hardvera (HDL) dizajnirati i konfigurirati krug. Nakon toga može izvršiti jednostavna vrata poput I vrata ili komplicirani sustav poput višejezgrenog procesora. Sprema sve konfiguracije u glavnu memoriju. Kao rezultat toga, nestanak struje može izbrisati sve te konfiguracije.

apstraktne metode

Komponente FPGA

Postoje različite komponente FPGA. Neke glavne komponente FPGA su sljedeće:

Programabilni logički blokovi
Omogućuje implementaciju logičkih funkcija.Programabilno usmjeravanje
Omogućuje implementaciju funkcija.I/O blokovi
Koristi se za spajanje čipova.

Prednosti i nedostaci FPGA

Postoje razne prednosti i nedostaci FPGA. Neke glavne prednosti i nedostaci FPGA su sljedeći:

Prednosti

1. FPGA IC-ovi su široko dostupni i mogu se brzo programirati pomoću HDL koda. Kao rezultat toga, rješenje se brže nudi tržištu.
2. U FPGA dizajnu, softver upravlja usmjeravanjem, postavljanjem i vremenskim rasporedom. Zahtijeva manje ručnog angažmana. Tijek projektiranja uklanja dugotrajne i komplicirane analize mjesta i usmjerivača, tlocrte i vremenske analize.
3. FPGA imaju mogućnost programiranja na logičkoj razini. Kao rezultat toga, može implementirati bržu i paralelniju obradu signala. Izvršenje je zahtjevno za CPU.
4. Za razliku od razvoja ASIC-a, koji uključuje značajne NRE (jednokratni troškovi) i skupih alata, FPGA razvoj je jeftiniji zbog manje skupih alata i bez NRE.
5. FPGA se mogu programirati na razini softvera u bilo koje vrijeme. Kao rezultat toga, FPGA IC se može reprogramirati ili ponovno koristiti neograničeno vrijeme. FPGA se također mogu programirati iz daljine.

Nedostaci

1. Potrošnja energije je veća, a programeri imaju malo kontrole nad optimizacijom energije u FPGA.
2. FPGA su idealni za izradu prototipova i proizvodnju male količine. Kada se povećava broj FPGA koje treba izraditi, povećava se i cijena po proizvodu.
3. FPGA programiranje zahtijeva poznavanje VHDL/Verilog programskih jezika kao i osnova digitalnog sustava. Programiranje nije tako jednostavno kao ono koje se koristi u opremi temeljenoj na procesoru. Inženjeri također moraju naučiti kako koristiti alate za simulaciju.
4. Nakon što je FPGA odabran i korišten u dizajnu, programeri moraju koristiti resurse prisutne na FPGA IC, što ograničava veličinu dizajna i značajke. Pravilan FPGA mora biti odabran od samog početka kako bi se izbjegao takav problem.

Ključne razlike između CPLD i FPGA

Postoje različite ključne razlike između CPLD i FPGA . Neke od ključnih razlika između CPLD i FPGA su sljedeće:

1. CPLD je skraćenica za Complex Programmable Logic Devices. Nasuprot tome, FPGA je kratica za Field Programmable Gate Arrays.
2. CPLD je integrirani krug koji pomaže u izvršavanju digitalnih sustava. Nasuprot tome, FPGA je integrirani krug koji je uglavnom stvoren za prilagodbu nakon proizvodnje od strane kupca ili programera.
3. FPGA mogu uključivati ​​do 100.000 mali logički blokovi. Nasuprot tome, CPLD-ovi mogu pohraniti samo nekoliko tisuća logičkih blokova.
4. FPGA je prikladan za komplicirane aplikacije. Nasuprot tome, CPLD je prikladniji za jednostavnije aplikacije.
5. FPGA ima veću potrošnju energije. Nasuprot tome, CPLD ima manju potrošnju energije.
6. Što se tiče izvedbe, FPGA pruža stabilnu izvedbu koja je neovisna o internom usmjeravanju. Nasuprot tome, CPLD ima nepredvidive performanse koje se temelje na usmjeravanju.
7. CPLD je ekvivalentan PAL . S druge strane, FPGA je sličan a Niz vrata .
8. FPGA je digitalni logički čip koji se temelji na radna memorija . Nasuprot tome, CPLD-ovi su Na temelju EEPROM-a .
9. FPGA je klasificiran kao fino zrno. Nasuprot tome, CPLD je grubo zrno.
10. CPLD ima veću zaštitu od FPGA jer ima trajnu memoriju.
11. Kašnjenja u CPLD-ovima znatno su predvidljivija nego u FPGA-ima.

Usporedba između CPLD i FPGA

Ovdje ćete naučiti neposredne usporedbe između CPLD-a i FPGA-a. Glavne razlike između CPLD i FPGA su sljedeće:

Zaključak

FPGA nude veću složenost i fleksibilnost te značajke kao što su RAM na čipu, upravljanje taktom, DSP operacije, množitelji itd. S druge strane, CPLD troši manje energije od FPGA, a FPGA uređaji vjerojatnije će se češće koristiti u dizajnu gdje promjene se primjenjuju. Nasuprot tome, CPLD uređaji koriste se kada je potrebna jednostavna logika lijepljenja i kada su za aplikaciju potrebni trenutni sklopovi jer FPGA u početku radi sporijom brzinom zbog učitavanja konfiguracije iz vanjskog ROM-a.