The FPGA a CPLD zařízení byla vytvořena k získání hustoty obvodu a rychlosti ASIC (Application Specific Integrated Circuit) zařízení, ale s kratší dobou obratu u programovatelných zařízení. Primární rozdíl mezi FPGA a CPLD je ten, že FPGA má více logických zdrojů než CPLD, což je jednodušší a má méně propojení. Při oddělení FPGA a CPLD se většinou berou v úvahu dva faktory. Prvním je jejich architektura a způsob, jakým implementuje různé logické funkce. Za druhé, specifická polovodičová technologie používaná v hardwaru.

V tomto článku se dozvíte, jaký je mezi nimi rozdíl CPLD a FPGA . Ale než začnete diskutovat o rozdílech, musíte vědět o CPLD a FPGA s jejich výhodami a nevýhodami.

Co je CPLD?

CPLD je zkratka pro 'Složitá programovatelná logická zařízení' . Jedná se o integrovaný obvod, který pomáhá při provádění digitálních systémů. CPLD se skládá z programovatelných funkčních bloků a každý blok má makrobuňky . Primárními stavebními bloky CPLD jsou makrobuňky. I/O funkčních bloků jsou propojeny skrz Globální propojovací matice (GIM) . Tato propojovací matice je rekonfigurovatelná, protože výměna kontaktů mezi funkčními bloky není možná. Tyto funkční bloky jsou ekvivalentní sadě logických hradel.

házet hází v Javě

Při navrhování CPLD je důležité vzít v úvahu programovací techniku, I/P schopnosti a funkční bloky. Obecně platí, že CPLD jsou energeticky nezávislé a snadno se používají a jsou levné.

CPLD se dodávají v různých typech pouzder IC a logických rodinách. Liší se také napájecí napětí, pohotovostní proud, provozní proud a ztrátový výkon CPLD. Navíc jsou k dispozici s různými kapacitami paměti a možnostmi podpory paměti. Paměť se obvykle měří v bitech nebo megabitech a podpora paměti obsahuje ROM, RAM a dvouportová RAM . Zahrnuje také FIFO (first-in, first-out) a LIFO (poslední dovnitř, poslední ven) paměť a CAM (obsahově adresovatelná paměť) .

Komponenty CPLD

Existují různé součásti CPLD. Některé hlavní součásti CPLD jsou následující:

Funkční blok
V CPLD má funkční blok rovinu AND, která může přijímat vstupy z I/O bloků, funkčních bloků nebo dokonce odezvy stejného funkčního bloku. Poté jsou termíny přidány do pole OR a vybrány pomocí velkého multiplexeru. Výstup MUXu lze buď přesunout z bloku přímo, nebo pomocí taktovaného klopného obvodu. Tento funkční blok může mít také další logiku, jako je volitelný exkluzivní OR, signál hlavního resetu a možnost naprogramovat polaritu v několika fázích.Vstupní/výstupní bloky
Bloky Input/Output se používají k odesílání signálů na piny CPLD na příslušných úrovních napětí a proudu. Umožňuje odstranění zpoždění, snížení požadavků na dobu zdržení zařízení a přidání dalších zdrojů do zařízení.Propojit
Propojení CPLD je velká matice programovatelných přepínačů, která řídí přenos signálů z jedné části zařízení do druhé.Programovatelné komponenty
Využívá také programovatelné komponenty jako PROM, EPROM, EEPROM a flash EPROM.

Výhody a nevýhody CPLD

CPLD má různé výhody a nevýhody. Některé hlavní výhody a nevýhody CPLD jsou následující:

Výhody

1. Je snadné jej navrhnout.
2. Má nízké náklady na vývoj.
3. Pomáhá zmenšit plochu desky.
4. Nabízí vysokou spolehlivost.

Nevýhody

1. Jedná se o složitější programovatelné logické zařízení.

Co je FPGA?

FPGA je zkratka pro „Pole programovatelných bran“ . Jedná se o polovodičové zařízení složené z matice konfigurovatelných logických bloků propojených pomocí programovatelných propojení. Po výrobě může být FPGA přeprogramováno tak, aby vyhovovalo požadavkům. Současné FPGA mají přibl 330 000 logické bloky s 1100 I/O .

Uživatelé mohou využívat Jazyk popisu hardwaru (HDL) navrhnout a nakonfigurovat obvod. Poté může provádět jednoduché hradlo, jako je brána AND, nebo komplikovaný systém, jako je vícejádrový procesor. Ukládá všechny konfigurace do hlavní paměti. V důsledku toho může výpadek napájení vymazat všechny tyto konfigurace.

instanceof v jazyce Java

Komponenty FPGA

Existují různé komponenty FPGA. Některé hlavní součásti FPGA jsou následující:

Programovatelné logické bloky
Umožňuje implementaci logických funkcí.Programovatelné směrování
Umožňuje implementaci funkcí.I/O bloky
Používá se k vytváření čipových spojů.

Výhody a nevýhody FPGA

FPGA má různé výhody a nevýhody. Některé hlavní výhody a nevýhody FPGA jsou následující:

Výhody

1. Integrované obvody FPGA jsou široce dostupné a lze je rychle naprogramovat pomocí kódu HDL. Díky tomu je řešení nabízeno trhu rychleji.
2. V návrhu FPGA software zpracovává směrování, umístění a časování. Vyžaduje méně manuálního zapojení. Tok návrhu odstraňuje časově náročné a komplikované analýzy místa a routeru, plánování podlaží a načasování.
3. FPGA mají možnost programování na logické úrovni. V důsledku toho může implementovat rychlejší a paralelnější zpracování signálu. Pro CPU je to náročné na provedení.
4. Na rozdíl od vývoje ASIC, který zahrnuje významné NRE (neopakující se výdaje) a drahých nástrojů je vývoj FPGA levnější díky levnějším nástrojům a žádnému NRE.
5. FPGA lze na softwarové úrovni programovat kdykoli. Výsledkem je, že FPGA IC mohl být přeprogramován nebo znovu použit neomezeně dlouho. FPGA lze také programovat na dálku.

Nevýhody

1. Spotřeba energie je vyšší a programátoři mají malou kontrolu nad optimalizací napájení v FPGA.
2. FPGA jsou ideální pro prototypování a malosériovou výrobu. Když se zvyšuje počet FPGA, které mají být vytvořeny, zvyšují se také náklady na produkt.
3. Programování FPGA vyžaduje znalost programovacích jazyků VHDL/Verilog a také základy digitálního systému. Programování není tak přímočaré jako u zařízení na bázi procesoru. Inženýři se také musí naučit používat simulační nástroje.
4. Jakmile je FPGA vybráno a použito v návrhu, musí vývojáři využít zdroje přítomné na FPGA IC, což omezuje velikost návrhu a funkce. Správné FPGA musí být vybráno od začátku, aby se předešlo takovému problému.

Klíčové rozdíly mezi CPLD a FPGA

Mezi nimi jsou různé klíčové rozdíly CPLD a FPGA . Některé z klíčových rozdílů mezi CPLD a FPGA jsou následující:

1. CPLD je zkratka pro Complex Programmable Logic Devices. Naproti tomu FPGA je zkratka pro Field Programmable Gate Arrays.
2. CPLD je integrovaný obvod, který pomáhá při provádění digitálních systémů. Naproti tomu FPGA je integrovaný obvod, který je vytvořen hlavně pro přizpůsobení po výrobě zákazníkem nebo vývojářem.
3. FPGA mohou obsahovat až 100 000 malé logické bloky. Naproti tomu CPLD mohou uložit pouze několik tisíc logických bloků.
4. FPGA je vhodné pro složité aplikace. Naproti tomu CPLD se lépe hodí pro jednodušší aplikace.
5. FPGA má větší spotřebu energie. Naproti tomu CPLD má nižší spotřebu energie.
6. Pokud jde o výkon, FPGA poskytuje stabilní výkon, který je nezávislý na interním směrování. Naproti tomu CPLD má nepředvídatelný výkon, který je založen na směrování.
7. CPLD je ekvivalentní k KAMARÁD . Na druhou stranu je FPGA podobné jako a Pole brány .
8. FPGA je digitální logický čip, který je založen na RAM . Naproti tomu CPLD jsou Na bázi EEPROM .
9. FPGA je klasifikováno jako jemnozrnné. Naproti tomu CPLD je hrubozrnné.
10. CPLD poskytuje větší ochranu než FPGA, protože má energeticky nezávislou paměť.
11. Zpoždění u CPLD jsou výrazně předvídatelnější než u FPGA.

Přímé srovnání mezi CPLD a FPGA

Zde se dozvíte přímé srovnání mezi CPLD a FPGA. Hlavní rozdíly mezi CPLD a FPGA jsou následující:

Závěr

FPGA nabízejí větší komplexnost a flexibilitu a funkce, jako je RAM na čipu, správa hodin, operace DSP, násobiče atd. Na druhou stranu CPLD spotřebovává méně energie než FPGA a zařízení FPGA se častěji používají v konstrukcích, kde změny jsou aplikovány. Naproti tomu zařízení CPLD se používají, když je vyžadována jednoduchá logika lepidla a když jsou pro aplikaci potřeba obvody s okamžitým zapnutím, protože FPGA zpočátku pracuje pomaleji kvůli načítání konfigurace z externí ROM.