FPGA vs CPLD: differenza e confronto

Molte persone, in particolare studenti e principianti, si confondono quando scelgono tra FPGA e CPLD, poiché entrambi sono noti chip logici digitali. Tuttavia, la loro architettura interna differisce in vari parametri.

Punti chiave

1. Gli FPGA sono più flessibili e complessi dei CPLD, consentendo progetti più complessi e prestazioni più elevate.
2. I CPLD sono meno costosi degli FPGA e hanno un'architettura più semplice, il che li rende ideali per progetti di piccole e medie dimensioni.
3. FPGA e CPLD utilizzano blocchi logici programmabili per implementare funzioni logiche personalizzate, ma gli FPGA hanno più blocchi logici e una maggiore capacità.

FPGA rispetto a CPLD

La differenza tra FPGA e CPLD è che FPGA (Field Programmable Gate Array) ha un'architettura complessa, considerata a grana fine, mentre CPLD (Complex Programming Logic Design) ha un'architettura più semplice, a grana grossa.

FPGA è un chip logico di programmazione con un'architettura complessa e a grana fine. Si basa sulla RAM. È volatile, il che significa che se l'alimentazione viene disconnessa, ciò porterà alla perdita di dati.

È relativamente più adatto per applicazioni complesse. Inoltre consuma più energia in confronto. È anche più costoso.

D'altro canto, il CPLD è progettato con l'aiuto di EEPROM e ha un'architettura semplice, a grana grossa. È più adatto per applicazioni più semplici.

È non volatile, il che significa che se l'alimentazione viene disconnessa, non perderà alcun dato. Tende a consumare meno energia rispetto all'FPGA.

Tavola di comparazione

Cos'è l'FPGA?

FGPA è l'acronimo di Field-Programmable Gate Array, che è un chip logico programmabile. Può essere programmato per eseguire diversi tipi di funzioni digitali.

È un circuito integrato appositamente progettato per essere configurato da clienti o progettisti dopo la produzione.

Fornisce un'enorme quantità di risorse logiche ed elementi di archiviazione che possono aiutare nella creazione di sistemi complessi. La sua architettura è considerata a grana fine. Ciò consente ai chip di avere una maggiore capacità logica.

È composto da un massimo di 100,000 minuscoli blocchi logici e consiste anche in una combinazione di logica, flip-flop e memoria. È più costoso ma può essere più conveniente se lo acquisti per cancello.

È basato sulla RAM, il che significa che richiede alcune procedure speciali. Per programmare un dispositivo, devi prima descrivere la 'funzione logica' usando un computer. Ciò si traduce nella creazione di un file binario che può essere scaricato nell'FPGA.

Gli FPGA utilizzano una ROM esterna per caricare i dati di configurazione e configurare il fabric prima che inizi a funzionare. Ciò significa che ci sarà un ritardo dopo l'avvio e prima che inizi a funzionare.

Non è così facile prevedere eventuali ritardi in questa programmazione. Inoltre consuma più energia. È anche relativamente meno sicuro. Le sue prestazioni dipendono dal routing implementato per una particolare applicazione.

Gli FPGA tendono a utilizzare l'archiviazione di configurazione basata su SRAM. Significa che è volatile. I dati memorizzati nella memoria potrebbero andare perduti se l'alimentazione viene scollegata.

Che cos'è CPLD?

CPLD sta per Dispositivo logico programmabile complesso. È un circuito integrato che può essere utilizzato per implementare sistemi digitali. È progettato con l'aiuto di una memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente, più comunemente nota come EEPROM.

La sua architettura è meno complessa, il che lo rende più adatto per semplici applicazioni logiche. Ha solo pochi blocchi logici, fino a 100. Sono tipi di dispositivi a grana grossa.

Sono non volatili, il che significa che i loro dati non andranno persi se l'alimentazione viene disconnessa. Sono più economici degli FPGA e offrono una durata da input a output più rapida. Ciò è dovuto alla loro semplice architettura.

I CPLD si avviano non appena li accendi. I ritardi sono prevedibili e l'analisi del tempo è più facile da eseguire. Questo perché sono più semplici e il numero di interconnessioni è inferiore. Hanno anche un consumo energetico inferiore.

Sono considerati più sicuri a causa della loro memoria di progettazione che è integrata nella memoria non volatile. Le sue prestazioni sono prevedibili e indipendenti dal posizionamento e dall'instradamento interni. È adatto per progetti a bassa e media densità.

Può essere riprogrammato solo un numero limitato di volte. Fornisce risorse logiche minime. Sono più adatti nei progetti con un numero di cancelli ridotto.

Principali differenze tra FPGA e CPLD

1. FPGA sta per Field Programmable Gate Array e CPLD sta per Complex Programming Logic Design.
2. FPGA è un circuito integrato progettato appositamente per essere configurato da clienti o progettisti dopo il processo di produzione, mentre CPLD è un circuito integrato che può essere utilizzato per implementare sistemi digitali.
3. FPGA è considerato a grana fine e CPLD è a grana grossa.
4. FPGA ha un consumo energetico maggiore e CPLD ha un consumo energetico inferiore in confronto.
5. FPGA è basato sulla RAM, mentre CPLD è basato su EEPROM.
6. FPGA è più costoso e CPLD è più economico.
7. FPGA è adatto per applicazioni complesse. D'altra parte, CPLD è migliore per applicazioni più semplici.
8. In termini di prestazioni, FPGA ha prestazioni prevedibili indipendenti dall'instradamento interno, mentre CPLD ha prestazioni che dipendono dall'instradamento.

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/500200
2. https://books.google.co.in/books?hl=en&lr=&id=vggmNXdzayYC&oi=fnd&pg=PP1&dq=fpga+and+cpld&ots=s7HjirG-ea&sig=15OMJOILY2a0Z0–fBnq551-KPk&redir_esc=y#v=onepage&q=fpga%20and%20cpld&f=false