FPGA 与 CPLD：差异与比较

很多人，尤其是学生和初学者，在FPGA和CPLD之间选择时会感到困惑，因为两者都是众所周知的数字逻辑芯片。 但是，它们的内部架构在各种参数上有所不同。

关键精华

1. FPGA 比 CPLD 更灵活、更复杂，允许更复杂的设计和更高的性能。
2. CPLD 比 FPGA 更便宜，架构更简单，因此非常适合中小型设计。
3. FPGA 和 CPLD 使用可编程逻辑块来实现自定义逻辑功能，但 FPGA 的逻辑块更多，容量更大。

FPGA 与 CPLD

FPGA和CPLD的区别在于FPGA（Field Programmable Gate Array）架构复杂，属于细粒度，而CPLD（Complex Programming Logic Design）架构较简单，属于粗粒度。

FPGA 是一个具有复杂和细粒度架构的编程逻辑芯片。 它基于RAM。 它是易失性的，这意味着如果电源断开，将导致数据丢失。

它相对更适合复杂的应用程序。 相比之下，它也消耗更多的电力。 它也更贵。

另一方面，CPLD是借助于 EEPROM，它有一个简单的粗粒度架构。 它更适合更简单的应用程序。

它是非易失性的，这意味着如果电源断开，它不会丢失任何数据。 与 FPGA 相比，它的功耗往往更低。

对比表

比较参数	FPGA	可编程逻辑器件
完整形式	现场可编程门阵列	复杂的编程逻辑设计
建筑	细粒度	粗粮
密度	中到高	低到中等
能量消耗	高	中
价格	昂贵	廉价
基于	内存	EEPROM
挥发性	如果电源断开，它可能会丢失数据。	断电不会造成任何数据丢失。
人字拖的比例	更多	减
应用领域	更适合复杂的应用	更适合更简单的应用程序
性能	独立于内部布局和布线的可预测性能。	性能取决于路由。

什么是FPGA？

FGPA全称Field-Programmable Gate Array，是一种可编程的逻辑芯片。 它可以被编程来执行不同类型的数字功能。

它是专门设计用于在制造后由客户或设计人员配置的集成电路。

它提供了大量的逻辑资源和存储元素，可以帮助创建复杂的系统。 它的架构被认为是细粒度的。 这使得芯片具有更高的逻辑容量。

它由多达 100,000 个微型逻辑块组成，还包括逻辑、触发器和存储器的组合。 它更贵，但如果您按门购买，价格会更实惠。

它是基于 RAM 的，这意味着它需要一些特殊的程序。 要对设备进行编程，您必须首先使用计算机描述“逻辑功能”。 这将创建一个二进制文件，该文件可以下载到 FPGA 中。

FPGA 使用外部 ROM 加载配置数据并在结构开始运行之前设置它。 这意味着在您启动它之后和它开始工作之前会有一个时间延迟。

预测此编程中的任何延迟并不容易。 它也消耗更多的电力。 它的安全性也相对较低。 其性能取决于为特定应用程序实施的路由。

FPGA 倾向于使用基于 SRAM 的配置存储。 这意味着它是不稳定的。 如果断开电源，存储在内存中的数据可能会丢失。

什么是CPLD？

CPLD 代表复杂可编程逻辑设备。 它是一种集成电路，可用于实现数字系统。 它是在电可擦可编程只读存储器的帮助下设计的，通常称为 EEPROM.

它的架构不那么复杂，这使得它更适合简单的逻辑应用。 它只有几个逻辑块，最多有 100 个。它们是粗粒度类型的设备。

它们是非易失性的，这意味着即使电源断开，它们的数据也不会丢失。 它们比 FPGA 更便宜，并提供更快的输入到输出持续时间。 这是由于它们的简单架构。

CPLD 会在您给它们加电后立即启动。 延迟是可预测的，并且时间分析更容易进行。 这是因为它们更简单，并且互连的数量更少。 它们的功耗也较低。

它们被认为更安全，因为它们的设计存储内置于非易失性存储器中。 它的性能是可预测的，并且独立于内部布局和布线。 它适用于中低密度设计。

它只能重新编程有限的次数。 它提供最少的逻辑资源。 它们更适用于小门数设计。

FPGA和CPLD的主要区别

1. FPGA代表现场可编程门阵列，CPLD代表复杂编程逻辑设计。
2. FPGA是一种集成电路，专门设计用于在制造过程后由客户或设计人员进行配置，而CPLD是一种可用于实现数字系统的集成电路。
3. FPGA算细粒度，CPLD算粗粒度。
4. FPGA的功耗较高，而CPLD的功耗相对较低。
5. FPGA基于RAM，而CPLD基于EEPROM。
6. FPGA比较贵，CPLD比较便宜。
7. FPGA适用于复杂的应用。 另一方面，CPLD 更适合更简单的应用。
8. 在性能方面，FPGA具有独立于内部布线的可预测性能，而CPLD具有依赖于布线的性能。

参考资料

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

最后更新时间：11 年 2023 月 XNUMX 日