如何区分FPGA与CPLD?本文告诉你答案!

时间:2025-11-01  作者:Diven  阅读:0

如何区分CPLD或FPGA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FPGA与CPLD。

如何区分FPGA与CPLD?本文告诉你答案!

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

温度保险丝作为重要的安全保护元件,越来越受到关注。绿联(UGREEN)作为知名的电子配件品牌,其推出的UGREEN9温度保险丝系列,凭借高品质的性能和可靠的安全...
2024-01-19 01:19:30

贴片电阻102的阻值为1000欧姆,也就是1kΩ。102是贴片电阻的标称值,采用三位数字表示法。其中前两位数字表示有效数值,最后一位数字表示10的幂次方。具体来...
2024-11-29 10:25:59

宇宙间的任何物体只要其温度超过零度就能产生红外辐射,事实上同可见光一样,其辐射能够进行折射和反射,这样便产生了红外技术,利用红外光探测器因其独有的优越性而得到广...
2023-08-07 08:09:00

网卡是计算机网络中不可少的组件,其主要优势体现在多个方面。网卡能够实现高速的数据传输,支持千兆甚至万兆网络,满足用户对大带宽的需求。现代网卡通常配备了先进的网络...
2022-04-01 00:00:00

焊枪作为焊接作业中不可少的工具,其主要优势体现在以下几个方面。焊枪具有高效性,能够快速完成焊接任务,大大提高工作效率。其操作灵活,适用于多种焊接方式,如气体保护...
2025-06-02 00:00:00

现代生活中,配件的选择往往决定了产品的使用体验和功能扩展性。尤其是对于“Accessories_8X4.25MM_SM”这一系列配件,其独特的设计和优越的性能,...
2025-04-22 08:01:13

十字槽圆头带介平尾自攻螺钉在结构和用途上有着明显的区别。十字槽设计使得螺丝在安装时更易于对准,减少滑动的可能性,提升了工作效率。圆头的设计则提供了良好的外观,适...
2014-06-24 00:00:00

先进驾驶辅助系统(ADAS,Advanced Driver Assistance Systems)是指通过各种感知传感器、高精地图、规控算法以及数据处理等技术提...
2023-08-09 14:15:00

助焊剂/助焊膏是现代电子焊接中不可少的重要材料,其主要优势体现在以下几个方面。助焊剂能够有效降低焊接过程中的表面张力,促进焊料的流动性,使得焊点更加均匀和牢固,...
2018-06-11 00:00:00

现代工业和电子产品的制造中,细节决定成败。PM_11.68X7MM_TM作为重要的组件,因其独特的规格和功能而备受关注。本文将深入探讨PM_11.68X7MM_...
2025-02-21 11:59:35