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FPGA(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。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件,是从PAL和GAL器件发展出来的器件,相对而言规模大,结构复杂,属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。
CPLD和FPGA 的主要区别:
1、布线能力
CPLD内连率高,不需要人工布局布线来优化速度和面积,较FPGA更适合于EDA芯片设计的可编程验证。
2、延迟小预测能力
CPLD连续式布线结构决定时序延时是均匀的和可预测,FPGA分段式布线结构决定了不可预测时间延迟。
3、集成度的不同
CPLD: 500 ~ 50000 门;
FPGA: 1K ~ 10M 门
4、应用范围的不同
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,适于数据密集型系统。
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的缺点区别:
集成度:FPGA可以达到比 CPLD更高的集成度 ,同时也具有更复杂的布线结构和逻辑实现
适合结构: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积项丰富的结构
编程: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 ,在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性
功率消耗:CPLD的缺点比较突出。一般情况下 ,CPLD功耗要比 FPGA大 ,且集成度越高越明显
速度:CPLD优于FPGA。由于 FPGA是门级编程 ,且 CLB之间是采用分布式互连 ;而CPLD是逻辑块级编程 ,且其逻辑块互连是集总式的。因此 ,CPLD比 FPGA有较高的速度和较大的时间可预测性 ,产品可以给出引腿到引腿的最大延迟时间
编程方式:目前的 CPLD主要是基于E2 PROM或 FLASH存储器编程 ,编程次数达1万次。其优点是在系统断电后 ,编程信息不丢失。CPLD又可分为在编程器上编程和在系统编程.
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