TechCodeview

The FPGA і CPLD були створені пристрої для отримання щільності ланцюга і швидкості ASIC (спеціальна інтегральна схема) пристроїв, але з меншим часом виконання для програмованих пристроїв. Основна відмінність між FPGA і CPLD полягає в тому, що FPGA має більше логічних ресурсів, ніж CPLD, який є простішим і має менше взаємозв’язків. При розділенні FPGA і CPLD в основному враховуються два фактори. По-перше, це їхня архітектура та те, як вона реалізує різні логічні функції. По-друге, спеціальна напівпровідникова технологія, яка використовується в апаратному забезпеченні.

У цій статті ви дізнаєтесь про різницю між CPLD і FPGA . Але перш ніж обговорювати відмінності, ви повинні знати про CPLD і FPGA з їх перевагами та недоліками.

Що таке CPLD?

CPLD це абревіатура від «Складні програмовані логічні пристрої» . Це інтегральна схема, яка допомагає у виконанні цифрових систем. CPLD складається з програмованих функціональних блоків, і кожен блок має макроелементи . Основними будівельними блоками CPLD є макроелементи. Введення/виведення функціональних блоків підключається через Глобальна матриця взаємозв'язку (GIM) . Ця матриця з’єднань є реконфігурованою, оскільки зміна контактів між функціональними блоками неможлива. Ці функціональні блоки еквівалентні набору логічних елементів.

порівняти в рядку

При проектуванні CPLD важливо враховувати техніку програмування, можливості I/P та можливості функціональних блоків. Загалом, CPLD є енергонезалежними, простими у використанні та недорогими.

CPLD поставляються в різних типах корпусів IC і сімействах логіки. Напруга живлення, струм очікування, робочий струм і розсіювана потужність CPLD також відрізняються. Крім того, вони доступні з різним об’ємом пам’яті та параметрами підтримки пам’яті. Пам'ять зазвичай вимірюється в бітах або мегабітах, а підтримка пам'яті містить ROM, RAM і двопортова оперативна пам'ять . Він також включає FIFO (першим увійшов, першим вийшов) і LIFO (останній прийшов, останній вийшов) пам'ять, і CAM (пам'ять з адресою вмісту) .

Компоненти CPLD

Існують різні компоненти CPLD. Ось деякі основні компоненти CPLD:

Функціональний блок
У CPLD функціональний блок має площину І, яка може приймати вхідні дані від блоків вводу/виводу, функціональних блоків або навіть відповідь того самого функціонального блоку. Після цього терміни додаються до масиву АБО та вибираються за допомогою великого мультиплексора. Вихід MUX може бути переміщений з блоку безпосередньо або через тактований тригер. Цей функціональний блок також може мати додаткову логіку, як-от вибір виключаючого АБО, сигнал основного скидання та можливість програмувати полярність на кількох етапах.Блоки введення/виведення
Блоки введення/виведення використовуються для надсилання сигналів на контакти CPLD з відповідними рівнями напруги та струму. Це дозволяє усунути затримки, зменшити вимоги до часу утримання пристрою та додати додаткові ресурси до пристрою.Інтерконнект
Інтерконнект CPLD — це велика матриця програмованих перемикачів, яка спрямовує передачу сигналів від однієї частини пристрою до іншої.Програмовані компоненти
Він також використовує програмовані компоненти, такі як PROM, EPROM, EEPROM і флеш-EPROM.

Переваги та недоліки CPLD

Існують різні переваги та недоліки CPLD. Ось деякі основні переваги та недоліки CPLD:

Переваги

1. Його легко спроектувати.
2. Він має низьку вартість розробки.
3. Це допомагає зменшити площу дошки.
4. Він забезпечує високу надійність.

Недоліки

1. Це більш складний програмований логічний пристрій.

Що таке FPGA?

FPGA це абревіатура від 'Матриці воріт, програмовані польовими налаштуваннями' . Це напівпровідниковий пристрій, що складається з матриці конфігурованих логічних блоків, з’єднаних між собою за допомогою програмованих з’єднань. Після виготовлення FPGA можна перепрограмувати відповідно до вимог. Сучасні FPGA мають приблизно 330000 логічні блоки с 1100 вводів/виводів .

Користувачі можуть використовувати Мова опису обладнання (HDL) проектувати та налаштовувати схему. Після цього він може виконати простий вентиль, як-от вентиль І, або складну систему, як-от багатоядерний процесор. Він зберігає всі конфігурації в основній пам'яті. У результаті збій живлення може видалити всі ці конфігурації.

перетворення рядка java в ціле

Компоненти ПЛІС

Існують різні компоненти FPGA. Ось деякі основні компоненти FPGA:

Програмовані логічні блоки
Це дозволяє реалізувати логічні функції.Програмована маршрутизація
Це дозволяє реалізувати функції.Блоки введення/виведення
Використовується для підключення мікросхем.

Переваги та недоліки FPGA

Існують різні переваги та недоліки FPGA. Деякі основні переваги та недоліки FPGA такі:

Переваги

1. ПЛІС широко доступні і можуть бути швидко запрограмовані за допомогою коду HDL. В результаті рішення швидше виходить на ринок.
2. У розробці FPGA програмне забезпечення керує маршрутизацією, розміщенням і синхронізацією. Це вимагає менше ручної участі. Потік проектування усуває трудомісткі та складні місця та маршрутизатори, планування поверхів та аналіз часу.
3. ПЛІС мають можливість програмування на логічному рівні. У результаті він може реалізувати швидшу та більш паралельну обробку сигналу. Це складно для ЦП.
4. На відміну від розробки ASIC, яка передбачає значні NRE (одноразові витрати) і дорогі інструменти, розробка FPGA дешевша через менш дорогі інструменти та відсутність NRE.
5. FPGA можна запрограмувати на програмному рівні в будь-який час. У результаті мікросхему FPGA можна було перепрограмувати або повторно використовувати необмежену кількість разів. ПЛІС також можна програмувати на відстані.

Недоліки

1. Енергоспоживання вище, і програмісти мало контролюють оптимізацію живлення в FPGA.
2. ПЛІС ідеально підходять для створення прототипів і малосерійного виробництва. Коли кількість FPGA, які потрібно створити, збільшується, вартість продукту також зростає.
3. Програмування FPGA потребує знайомства з мовами програмування VHDL/Verilog, а також з основами цифрових систем. Програмування не таке просте, як у процесорних пристроях. Інженери також повинні навчитися використовувати засоби моделювання.
4. Після того, як FPGA вибрано та використано в проекті, розробники повинні використовувати ресурси, наявні на FPGA IC, що обмежує розмір конструкції та функції. Щоб уникнути такої проблеми, потрібно вибрати відповідну FPGA з самого початку.

Ключові відмінності між CPLD і FPGA

Існують різні ключові відмінності між ними CPLD і FPGA . Деякі з ключових відмінностей між CPLD і FPGA такі:

1. CPLD - це абревіатура від Complex Programmable Logic Devices. Навпаки, FPGA є абревіатурою від Field Programmable Gate Arrays.
2. CPLD — це інтегральна схема, яка допомагає в роботі цифрових систем. Навпаки, FPGA — це інтегральна схема, яка в основному створюється для індивідуального налаштування після виготовлення замовником або розробником.
3. ПЛІС можуть включати до 100 000 невеликі логічні блоки. Навпаки, CPLD можуть зберігати лише кілька тисяч логічних блоків.
4. FPGA підходить для складних програм. Навпаки, CPLD краще підходить для простіших програм.
5. FPGA має більше енергоспоживання. Навпаки, CPLD має менше енергоспоживання.
6. З точки зору продуктивності, FPGA забезпечує стабільну продуктивність, яка не залежить від внутрішньої маршрутизації. Навпаки, CPLD має непередбачувану продуктивність, яка базується на маршрутизації.
7. CPLD еквівалентний ДРУГ . З іншого боку, FPGA схожа на a Воротний масив .
8. FPGA — це цифрова логічна мікросхема, яка базується на ОЗП . Навпаки, CPLD є На основі EEPROM .
9. FPGA класифікується як дрібнозерниста. Навпаки, CPLD є грубим зерном.
10. CPLD забезпечує більший захист, ніж FPGA, оскільки він має енергонезалежну пам’ять.
11. Затримки в CPLD значно більш передбачувані, ніж у FPGA.

Пряме порівняння CPLD і FPGA

Тут ви дізнаєтеся про пряме порівняння CPLD і FPGA. Основні відмінності між CPLD і FPGA полягають у наступному:

Висновок

ПЛІС пропонують більшу складність і гнучкість, а також такі функції, як оперативна пам’ять на кристалі, керування тактовою частотою, операції DSP, помножувачі тощо. З іншого боку, CPLD споживає менше енергії, ніж ПЛІС, і пристрої ПЛІС, швидше за все, будуть використовуватися частіше в конструкціях, де зміни застосовуються. Навпаки, пристрої CPLD використовуються, коли потрібна проста логіка зв’язку та коли для програми потрібні схеми миттєвого ввімкнення, оскільки спочатку FPGA працює з меншою швидкістю через завантаження конфігурації із зовнішнього ПЗУ.