TechCodeview

El FPGA i CPLD es van crear dispositius per obtenir la densitat i la velocitat del circuit ASIC (Circuit integrat específic d'aplicació) dispositius, però amb un temps de resposta més curt per als dispositius programables. La distinció principal entre un FPGA i un CPLD és que un FPGA té més recursos lògics que un CPLD, que és més senzill i té menys interconnexions. Dos factors es tenen en compte principalment a l'hora de segregar l'FPGA i el CPLD. El primer és la seva arquitectura i com implementa les diferents funcions lògiques. En segon lloc, la tecnologia específica de semiconductors utilitzada en el maquinari.

En aquest article, coneixeràs la diferència entre CPLD i FPGA . Però abans de discutir les diferències, heu de conèixer CPLD i FPGA amb els seus avantatges i desavantatges.

Què és CPLD?

CPLD és una abreviatura de 'Dispositius lògics programables complexos' . És un circuit integrat que ajuda a l'execució de sistemes digitals. Un CPLD està format per blocs funcionals programables, i cada bloc té macrocèl·lules . Els blocs de construcció primaris del CPLD són les macrocèl·lules. Les E/S dels blocs funcionals es connecten mitjançant Matriu d'interconnexió global (GIM) . Aquesta matriu d'interconnexió és reconfigurable perquè canviar els contactes entre blocs funcionals és impossible. Aquests blocs funcionals són equivalents a un conjunt de portes lògiques.

fil.destruir

És important tenir en compte la tècnica de programació, la capacitat d'I/P i les capacitats de blocs funcionals quan es dissenyen CPLD. En general, els CPLD no són volàtils i són senzills d'utilitzar i són econòmics.

Els CPLD vénen en diversos tipus de paquets IC i famílies lògiques. La tensió d'alimentació, el corrent d'espera, el corrent de funcionament i la dissipació de potència dels CPLD també són diferents. A més, aquests estan disponibles amb diferents capacitats de memòria i opcions de suport de memòria. La memòria es mesura normalment en bits o megabits, i el suport de memòria conté ROM, RAM i RAM de doble port . També inclou FIFO (primer en entrar, primer en sortir) i LIFO (última entrada, última sortida) memòria, i CAM (memoria adreçable de contingut) .

Components de CPLD

Hi ha diversos components de CPLD. Alguns components principals de CPLD són els següents:

Bloc de funcions
En un CPLD, un bloc de funció té un pla AND que pot acceptar entrades de blocs d'E/S, blocs de funció o fins i tot la resposta del mateix bloc de funció. Després d'això, els termes s'afegeixen a la matriu OR i es trien mitjançant un gran multiplexor. La sortida del MUX es pot moure directament del bloc o mitjançant un flip-flop. Aquest bloc funcional també pot tenir una lògica addicional, com un OR exclusiu seleccionable, un senyal de restabliment mestre i l'opció de programar la polaritat en diverses etapes.Blocs d'entrada/sortida
Els blocs d'entrada/sortida s'utilitzen per enviar senyals als pins CPLD als nivells de tensió i corrent adequats. Permet l'eliminació de retards, la reducció dels requisits de temps de retenció del dispositiu i l'addició de recursos addicionals al dispositiu.Interconnexió
La interconnexió d'un CPLD és una gran matriu d'interruptors programables que dirigeix ​​la transferència de senyals d'una part del dispositiu a una altra.Components programables
També utilitza components programables com PROM, EPROM, EEPROM i flash EPROM.

Avantatges i desavantatges de CPLD

Hi ha diversos avantatges i desavantatges de CPLD. Alguns dels principals avantatges i desavantatges de CPLD són els següents:

Avantatges

1. És fàcil de dissenyar.
2. Té un baix cost de desenvolupament.
3. Ajuda a reduir l'àrea del tauler.
4. Ofereix una alta fiabilitat.

Desavantatges

1. És un dispositiu lògic programable més complicat.

Què és FPGA?

FPGA és una abreviatura de 'Matrius de portes programables de camp' . És un dispositiu semiconductor format per una matriu de blocs lògics configurables connectats entre ells mitjançant interconnexions programables. Després de la producció, un FPGA es pot reprogramar per complir els requisits. Els FPGA actuals tenen aproximadament 330000 blocs lògics amb 1100 E/S .

Els usuaris poden utilitzar el Llenguatge de descripció de maquinari (HDL) dissenyar i configurar el circuit. Després d'això, pot executar una porta simple com una porta AND o un sistema complicat com un processador multinucli. Desa totes les configuracions a la memòria principal. Com a resultat, una fallada de corrent pot eliminar totes aquestes configuracions.

font gimp

Components de FPGA

Hi ha diversos components de FPGA. Alguns components principals de FPGA són els següents:

Blocs lògics programables
Permet la implementació de funcions lògiques.Enrutament programable
Permet implementar funcions.Blocs d'E/S
S'utilitza per fer connexions de xip.

Avantatges i desavantatges de FPGA

Hi ha diversos avantatges i desavantatges de FPGA. Alguns dels principals avantatges i desavantatges de FPGA són els següents:

Avantatges

1. Els circuits integrats FPGA són àmpliament accessibles i es poden programar ràpidament mitjançant codi HDL. Com a resultat, la solució s'ofereix al mercat més ràpidament.
2. En el disseny FPGA, el programari gestiona l'encaminament, la col·locació i el temps. Requereix menys intervenció manual. El flux de disseny elimina els llocs complicats i que consumeixen temps i les anàlisis de l'encaminador, la planificació del sòl i el temps.
3. Els FPGA tenen la capacitat de ser programats a nivell lògic. Com a resultat, pot implementar un processament de senyal més ràpid i paral·lel. És un repte per a la CPU executar-se.
4. A diferència del desenvolupament d'ASIC, que implica importants NRE (despeses no recurrents) i eines cares, el desenvolupament d'FPGA és menys costós a causa d'eines menys cares i sense NRE.
5. Els FPGA es poden programar a nivell de programari en qualsevol moment. Com a resultat, l'FPGA IC es podria reprogramar o reutilitzar vegades il·limitat. Els FPGA també es poden programar des de la distància.

Desavantatges

1. El consum d'energia és més elevat i els programadors tenen poc control sobre l'optimització de potència a FPGA.
2. Els FPGA són ideals per a la creació de prototips i la producció de baix volum. Quan augmenta el nombre d'FPGA a crear, també augmenta el cost per producte.
3. La programació FPGA necessita familiaritzar-se amb els llenguatges de programació VHDL/Verilog, així com els conceptes bàsics del sistema digital. La programació no és tan senzilla com la que s'utilitza en equips basats en processadors. Els enginyers també han d'aprendre a utilitzar les eines de simulació.
4. Un cop escollit i utilitzat un FPGA en el disseny, els desenvolupadors han d'utilitzar els recursos presents a l'IC FPGA, la qual cosa limita la mida i les característiques del disseny. S'ha de seleccionar un FPGA adequat des del principi per evitar aquest problema.

Diferències clau entre CPLD i FPGA

Hi ha diverses diferències clau entre CPLD i FPGA . Algunes de les diferències clau entre CPLD i FPGA són les següents:

1. CPLD és una abreviatura de complexos dispositius lògics programables. En canvi, FPGA és una abreviatura de Field Programmable Gate Arrays.
2. Un CPLD és un circuit integrat que ajuda a l'execució de sistemes digitals. En canvi, un FPGA és un circuit integrat que es crea principalment per ser personalitzat després de la fabricació per part d'un client o un desenvolupador.
3. Els FPGA poden incloure fins a 100,000 petits blocs lògics. En canvi, els CPLD només poden emmagatzemar uns quants milers de blocs lògics.
4. FPGA és adequat per a aplicacions complicades. En canvi, CPLD és més adequat per a aplicacions més senzilles.
5. FPGA té un ús d'energia més gran. En canvi, CPLD té un menor consum d'energia.
6. En termes de rendiment, FPGA proporciona un rendiment estable que és independent de l'encaminament intern. En canvi, CPLD té un rendiment impredictible que es basa en l'encaminament.
7. El CPLD és equivalent al PAL . D'altra banda, FPGA és similar a a Matriu de porta .
8. FPGA és un xip lògic digital que es basa RAM . En canvi, els CPLD ho són Basat en EEPROM .
9. FPGA es classifica com a gra fi. En canvi, CPLD és gra gruixut.
10. CPLD té més protecció que FPGA perquè té memòria no volàtil.
11. Els retards en els CPLD són significativament més previsibles que en els FPGA.

Comparació directa entre CPLD i FPGA

Aquí, aprendràs les comparacions directes entre CPLD i FPGA. Les principals diferències entre CPLD i FPGA són les següents:

Conclusió

Els FPGA ofereixen una major complexitat i flexibilitat i característiques com ara la memòria RAM en xip, la gestió del rellotge, les operacions DSP, els multiplicadors, etc. D'altra banda, el CPLD consumeix menys energia que l'FPGA, i és més probable que els dispositius FPGA s'utilitzin amb freqüència en dissenys on s'apliquen els canvis. En canvi, els dispositius CPLD s'utilitzen quan es requereix una lògica de cola senzilla i quan es necessiten circuits d'encesa instantània per a l'aplicació perquè FPGA funciona inicialment a una velocitat més lenta a causa de la càrrega de configuració des de la ROM externa.