CPLD和FPGA的区别

FPGA和CPLD器件的诞生是为了获得ASIC(专用集成电路)器件的电路密度和速度，但可编程器件的周转时间更短。FPGA和CPLD之间的主要区别是，FPGA比CPLD拥有更多的逻辑资源，而CPLD更简单，互连更少。在隔离FPGA和CPLD时，主要考虑两个因素。首先是它们的结构以及如何实现各种逻辑功能。第二，硬件中利用的特定半导体技术。

在这篇文章中，我们将了解到CPLD和FPGA之间的区别。但在讨论这些差异之前，我们需要了解CPLD和FPGA的优缺点。

什么是CPLD？

CPLD是 “复杂可编程逻辑器件 “的缩写。它是一种协助执行数字系统的集成电路。一个CPLD是由可编程的功能块组成的，每个块都有宏单元。CPLD的主要构建块是宏单元。功能块的I/O通过全局互连矩阵(GIM)连接。这个互连矩阵是可重新配置的，因为改变功能块之间的接触是不可能的。这些功能块等同于一组逻辑门。

在设计CPLD时，考虑编程技术、I/P能力和功能块能力是很重要的。一般来说，CPLD是非易失性的，利用起来很简单，而且价格便宜。

CPLD有各种IC封装类型和逻辑系列。CPLD的电源电压、待机电流、工作电流和功率耗散也不同。此外，这些都有不同的内存容量和内存支持选项。内存通常以比特或兆比特为单位，内存支持包含ROM、RAM和双端口RAM。它还包括FIFO(先进先出)和LIFO(后进后出)存储器，以及CAM(内容可寻址存储器)。

CPLD的组成部分
CPLD有各种组件，CPLD的一些主要组成部分如下:

功能块
在CPLD中，一个功能块有一个AND平面，可以接受来自I/O块、功能块的输入，甚至是同一功能块的响应。之后，这些条款被添加到OR阵列中，并使用一个大的多路复用器进行选择。多路复用器的输出可以直接从块中移动，也可以通过一个时钟触发器。这个功能块也可以有额外的逻辑，如可选择的排他性OR，一个主复位信号，以及在几个阶段对极性进行编程的选项：

输入/输出块
输入/输出块被用来以适当的电压和电流水平向CPLD的引脚发送信号。它允许消除延迟，减少器件的保持时间要求，并增加器件的额外资源。
互连
CPLD的互连是一个大型的可编程开关矩阵，指导信号从设备的一个部分转移到另一个部分。
可编程元件
它还利用了可编程元件，如PROM、EPROM、EEPROM和Flash EPROM。

CPLD的优点和缺点
CPLD有各种优点和缺点。CPLD的一些主要优点和缺点如下。

CPLD的优点

CPLD很容易设计。
CPLD的开发成本低。
CPLD有助于减少电路板面积。
CPLD提供高可靠性。

CPLD的缺点

CPLD是一个更复杂的可编程逻辑器件。

什么是FPGA？

FPGA是 “现场可编程门阵列 “的缩写。它是一种半导体器件，由可配置的逻辑块矩阵组成，通过可编程的互连连接在一起。生产后，FPGA可以被重新编程以满足要求。目前的FPGA有大约33万个逻辑块，有1100个I/O。

用户可以利用硬件描述语言(HDL)来设计和配置电路。之后，它可以执行一个简单的门如AND门或复杂的系统如多核处理器。它将所有的配置保存在主存储器中。因此，断电可能会删除所有这些配置。

FPGA的组成部分
FPGA有各种组件。FPGA的一些主要组成部分如下：

可编程逻辑块
FPGA能够实现逻辑功能。
可编程路由
FPGA能够实现功能。
I/O块
FPGA被用来进行芯片连接。

FPGA的优点和缺点
FPGA有各种优点和缺点，FPGA的一些主要优点和缺点如下。

FPGA的优点

FPGA集成电路可以广泛使用，并且可以使用HDL代码快速编程。因此，解决方案可以更快地提供给市场。
在FPGA设计中，软件处理路由、安置和定时。它需要更少的人工参与。设计流程消除了耗时和复杂的放置和路由器、楼层规划和定时分析。
FPGA有能力在逻辑层面上进行编程。因此，它可以实现更快和更并行的信号处理。这对CPU的执行是一个挑战。
与ASIC开发不同，ASIC开发涉及大量的NRE(非经常性开支)和昂贵的工具，而FPGA开发由于工具不那么昂贵，而且没有NRE，所以成本较低。
FPGA可以在任何时候在软件层面进行编程。因此，FPGA集成电路可以无限次地重新编程或重复使用。FPGA也可以从远处进行编程。

FPGA的缺点

功耗较高，而且程序员对FPGA的功率优化几乎没有控制。
FPGA是原型设计和小批量生产的理想选择。当需要创建的FPGA数量增加时，每个产品的成本也随之增加。
FPGA编程需要熟悉VHDL/Verilog编程语言以及数字系统基础知识。编程不像在基于处理器的设备中使用的那样简单。工程师还必须学习如何使用仿真工具。
一旦在设计中选择并采用了FPGA，开发人员必须使用FPGA IC上的资源，这就限制了设计的规模和功能。必须从一开始就选择合适的FPGA以避免这种问题。

CPLD和FPGA的主要区别

CPLD和FPGA之间有各种关键区别。CPLD和FPGA之间的一些关键区别如下 -

CPLD是复杂可编程逻辑器件的缩写。相比之下，FPGA是现场可编程门阵列的缩写。
CPLD是一种协助执行数字系统的集成电路。相比之下，FPGA是一种集成电路，主要是在制造后由客户或开发者定制。
FPGA可能包括多达100,000个小逻辑块。相比之下，CPLD可能只存储几千个逻辑块。
FPGA适合于复杂的应用。相比之下，CPLD更适合于较简单的应用。
FPGA的功耗较大。相比之下，CPLD的功耗更低。
在性能方面，FPGA提供独立于内部路由的稳定性能。相比之下，CPLD的性能是不可预测的，是基于路由的。
CPLD等同于PAL。另一方面，FPGA类似于门阵列。
FPGA是一个基于RAM的数字逻辑芯片。相比之下，CPLD是基于EEPROM的。
FPGA被归类为细粒度。相比之下，CPLD是粗颗粒的。
CPLD比FPGA提供更多保护，因为它有非易失性存储器。
CPLD的延迟比FPGA的延迟明显更可预测。