首页 > 技术 > 内容

如何区分FPGA与CPLD?本文告诉你答案!

时间:2026-01-31  作者:Diven  阅读:0

如何区分CPLDFPGA和哪一个更适合自己?这是一个老生常谈的问题,尤其是学生和初学者。如果您也在这个问题上很迷茫,那么就请听小编为您区分FPGACPLD

CPLD

我们先来看看CPLD,在此以Xilinx CoolRunner-II为例。下图是Xilinx CoolRunner-II的架构图。

现在小编为您解释一下上图的内容。

1.该CPLD具有从“功能块1”到“功能块n”开始的功能块很少(在CoolRunner-II CPLD的情况下,此编号范围为2到32)

2.每个功能块的16行输出进入AIM(高级互连矩阵),而40行信号从AIM输入功能块。

3.每个功能块都有16个MacroCell(MC1到MC16)。

4.每个MacroCell都可以访问来自I / O块的16个信号

5.MacroCell的结构如下所示。每个宏单元包含1个触发器和PLA阵列的产品和,用户可以利用来创建组合或顺序逻辑。CoolRunner-II CLPD(XC2C512)中可用的最大触发器数量为512!(记住这个数字,我们将与FPGA中的触发器数量进行比较)

6.可以对AIM进行编程,以便根据需要互连信号。但正如我们在上面的第二个要点中看到的那样,每个功能块的信号数量都是有限的。

与PLA(progRAMmable LogIC Array,可编程逻辑阵列)相同,CPLD在每个宏单元中的逻辑功能通过JTAG上的系统编程(ISP)接口进行电气编程。编程后,这些基于闪存的连接多年来一直保持不变。这为CPLD提供了“即时启动”工作的独特优势。也就是说,CPLD一上电就开始工作,因为程序通过ISP闪存烧入。但FPGA的情况不尽相同,我们后文再讨论。

一下,我们可以说,在CPLD中,有几百个功能块(或逻辑块),通常少于1000个,可由单个大型逻辑单元互连访问。

FPGA

虽然制造商没有公开发布确切的FPGA架构,但我们仍然可以获得更高级别的架构,这将有助于理解FPGA及其工作原理。让我们先来看一下Xilinx的的高级示例。

在FPGA中,有许多可配置逻辑块(Configurable LogIC Block,CLB )嵌入在可编程互连的“海洋”中。与CPLD的宏单元相比,这些CLB非常复杂,并且可以实现更复杂的逻辑功能。主要由查找表(LUT),多路复用器和触发器组成。FPGA可以在单个器件中包含数百万个CLB!数以百万计的触发器(Xilinx VU13P中约为345.6万个触发器),与Xilinx同厂性能最好的CPLD中的512个触发器相比显得非常庞大。逻辑门数量的巨大差异也决定了FPGA的用途。

如上图所示,FPGA还具有用于各种功能的专用硬件,如RAM,高速串行收发器,数字信号处理(DSP)模块,外部存储器控制器,PLL和MMCM,PCIe等!就多种选择和灵活性而言,CPLD与FPGA无法匹敌。

如前文所述,FPGA基于LUT。当FPGA上电时,器件始终为空白。存在称为配置电路的特殊电路,其从外部ROM读取配置数据,并根据外部ROM中存在的用户设计来配置LUT。FPGA配置需要一些时间,FPGA将在配置加载完成后才开始工作。当然也有例外。一些制造商已经提出内置配置闪存的FPGA。即使在这种情况下,配置数据也没有嵌入到结构中,并且仍然适用一些对时间的设置与配置。

CPLD与FPGA比较汇总

小编了一个表格,可以概括一下两者的异同。

FPGA即使在运行时也可以改变电路结构!(因为只是更新具有不同内容的LUT的问题)这称为部分重配置,当FPGA需要继续运行设计并同时根据需要使用不同的设计更新时非常有用。此功能用于加速计算。

CPLD和FPGA的用途区分

如果设计需要简单的组合逻辑电路,无需进行太多更改,或者需要瞬时接通电路,那么CPLD是不错的选择。否则,对于大多数其应用,FPGA通常是首选。有时您可以在设计案例中看到CPLD + FPGA的组合设计。在这些案例中,CPLD通常用于实现前面提到的简单组合逻辑功能,并负责“引导”FPGA以及控制整个电路板的复位和引导顺序。根据应用程序,您可能需要在设计中使用。

随着AI技术的发展,FPGA又一次站在了风口上——以内置庞大的逻辑门电路,合理的功耗,在GPU、ASIC之后,为AI从业者提供了更为灵活的算法实现方案。在此业态下,FPGA的发展也会给传统应用领域——以高速通信为主的通信领域和以驱动组合逻辑芯片为主的LED显示行业注入新的发展契机。

猜您喜欢


单总线高温温度传感器-GX30H05产品概述GX30H05 数字温度计提供 9 到 12bit 分辨率的温度测量,可以通过可编程非易失性存储单元实现温度的下...
2023-11-09 15:13:00
在选择票据夹时,规格尺寸是一个重要的考量因素。票据夹的尺寸通常根据其用途和设计有所不同。市面上常见的票据夹一般有A4、A5和A6三种规格,A4尺寸为29.7cm...
2013-12-14 00:00:00
电容是电路板中重要的元件。的好坏直接影响电路的性能。本文将介绍如何测量电路板上的电容,帮助大家判断其状态。准备工具测量电容需要工具。需准备万用表和电容表。万用表...
2025-03-20 20:31:08
在选择电机驱动模块时,规格尺寸是一个重要的考虑因素。不同类型的电机驱动模块,其规格尺寸会有所不同,通常取决于其功能、功率和应用场景。常见的电机驱动模块尺寸包括小...
2016-08-21 00:00:00
贴片电阻的算法指的是如何解读其表面印有的数字或字母,来确定的阻值。对于大多数贴片电阻,采用的是数字编码表示法,其中三位数的编码最为常见。三位数字编码中,前两位数...
2024-11-29 10:26:06
二极管作为重要的半导体器件,应用于电子电路中。主要功能是允许电流在一个方向上流动,而在相反的方向上阻止电流。二极管的伏安特性是描述其电流与电压关系的图形,通常用...
2025-04-03 01:01:08
花形扳手是常用的工具,应用于机械维修和日常生活中。根据不同的设计和功能,花形扳手可以分为几种主要类型。六角花形扳手是最常见的类型,适用于各种六角螺母和螺栓,能够...
2013-08-03 00:00:00
肖特基二极管因其低正向压降和快速切换特性,应用于电源管理、整流和开关电源等领域。由于成本和可获取性的原因,许多工程师在设计电路时希望找到用普通二极管替代肖特基二...
2025-03-30 10:01:39
随着现代通信技术的广泛使用,通信企业问的竞争不断加剧,为提升自身的竞争优势,通信企业需要将其通信信号的质量提升,并提高通信系统各项指标的稳定性、安全性、高效性。...
2020-03-12 10:10:00