A FPGA és CPLD Az áramkör sűrűségének és sebességének meghatározására eszközöket hoztak létre ASIC (Application Specific Integrated Circuit) eszközöket, de a programozható eszközöknél rövidebb átfutási idővel. Az FPGA és a CPLD közötti elsődleges különbség az, hogy az FPGA több logikai erőforrással rendelkezik, mint a CPLD, amely egyszerűbb és kevesebb összeköttetéssel rendelkezik. Az FPGA és a CPLD elkülönítésekor leginkább két tényezőt veszünk figyelembe. Az első az architektúra, és az, hogy hogyan valósítja meg a különböző logikai funkciókat. Másodszor, a hardverben használt specifikus félvezető technológia.

Ebből a cikkből megtudhatja, mi a különbség a kettő között CPLD és FPGA . Mielőtt azonban a különbségeket megvitatná, ismernie kell a CPLD-t és az FPGA-t azok előnyeivel és hátrányaival.

Mi az a CPLD?

CPLD a rövidítése 'Komplex programozható logikai eszközök' . Ez egy integrált áramkör, amely segíti a digitális rendszerek végrehajtását. A CPLD programozható funkcionális blokkokból áll, és mindegyik blokknak van makrocellák . A CPLD elsődleges építőelemei a makrocellák. A funkcionális blokkok I/O-ja át van kötve Globális összekapcsolási mátrix (GIM) . Ez az összekapcsolási mátrix újrakonfigurálható, mivel a funkcionális blokkok közötti érintkezők megváltoztatása lehetetlen. Ezek a funkcionális blokkok egyenértékűek a logikai kapuk halmazával.

javascript if utasítás

A CPLD-k tervezésekor fontos figyelembe venni a programozási technikát, az I/P-képességet és a funkcionális blokk-képességeket. Általánosságban elmondható, hogy a CPLD-k nem illékonyak, egyszerűen használhatók, és olcsók.

A CPLD-k különféle IC-csomagtípusokban és logikai családokban kaphatók. A CPLD-k tápfeszültsége, készenléti árama, üzemi árama és teljesítménydisszipációja is eltérő. Ezenkívül ezek különböző memóriakapacitásokkal és memóriatámogatási lehetőségekkel állnak rendelkezésre. A memóriát általában bitekben vagy megabitekben mérik, és a memória támogatása tartalmazza ROM, RAM és kétportos RAM . Ez is magában foglalja FIFO (first-in, first-out) és LIFO (last-in, last-out) memória, és CAM (tartalom címezhető memória) .

A CPLD összetevői

A CPLD különféle összetevőiből áll. A CPLD néhány fő összetevője a következő:

Funkcióblokk
A CPLD-ben a funkcióblokknak van egy ÉS síkja, amely fogadhat bemeneteket I/O blokkokból, funkcióblokkokból vagy akár ugyanazon funkcióblokk válaszát. Ezt követően a kifejezéseket hozzáadjuk az VAGY tömbhöz, és egy nagy multiplexer segítségével kiválasztjuk. A MUX kimenete közvetlenül vagy egy órajeles flip-flopon keresztül mozgatható a blokkból. Ez a funkcionális blokk további logikával is rendelkezhet, mint például egy választható kizárólagos VAGY, egy master reset jel és a polaritás több fokozatban történő programozásának lehetősége.Bemeneti/kimeneti blokkok
A bemeneti/kimeneti blokkok arra szolgálnak, hogy a megfelelő feszültség- és áramszinteken jeleket küldjenek a CPLD érintkezőkhöz. Lehetővé teszi a késések megszüntetését, az eszköz tartási idő követelményeinek csökkentését, és extra erőforrások hozzáadását az eszközhöz.Összekapcsolás
A CPLD összekapcsolása a programozható kapcsolók nagy mátrixa, amely a jelek átvitelét az eszköz egyik részéből a másikba irányítja.Programozható komponensek
Olyan programozható komponenseket is használ, mint a PROM, EPROM, EEPROM és flash EPROM.

A CPLD előnyei és hátrányai

A CPLD-nek számos előnyei és hátrányai vannak. A CPLD néhány fő előnyei és hátrányai a következők:

Előnyök

1. Könnyen megtervezhető.
2. Alacsony fejlesztési költsége van.
3. Segít csökkenteni a tábla területét.
4. Nagy megbízhatóságot kínál.

Hátrányok

1. Ez egy bonyolultabb programozható logikai eszköz.

Mi az FPGA?

FPGA a rövidítése 'Terepen programozható kaputömbök' . Ez egy félvezető eszköz, amely konfigurálható logikai blokkok mátrixából áll, amelyeket programozható összeköttetéseken keresztül kapcsolnak össze. A gyártás után az FPGA átprogramozható, hogy megfeleljen a követelményeknek. A jelenlegi FPGA-k kb 330 000 logikai blokkokkal 1100 I/O .

A felhasználók használhatják a Hardverleíró nyelv (HDL) az áramkör megtervezéséhez és konfigurálásához. Ezt követően végrehajthat egy egyszerű kaput, például egy ÉS kaput, vagy egy bonyolult rendszert, például egy többmagos processzort. Az összes konfigurációt a fő memóriába menti. Ennek eredményeként az áramszünet törölheti ezeket a konfigurációkat.

Diana Mary blacker

Az FPGA összetevői

Az FPGA-nak különféle összetevői vannak. Az FPGA néhány fő összetevője a következő:

Programozható logikai blokkok
Logikai függvények megvalósítását teszi lehetővé.Programozható útválasztás
Lehetővé teszi a funkciók megvalósítását.I/O blokkok
Chipcsatlakozások készítésére használják.

Az FPGA előnyei és hátrányai

Az FPGA-nak számos előnyei és hátrányai vannak. Az FPGA néhány fő előnyei és hátrányai a következők:

Előnyök

1. Az FPGA IC-k széles körben hozzáférhetőek, és HDL kóddal gyorsan programozhatók. Ennek eredményeként a megoldás gyorsabban kerül a piacra.
2. Az FPGA tervezésben a szoftver kezeli az útválasztást, az elhelyezést és az időzítést. Kevesebb kézi beavatkozást igényel. A tervezési folyamat eltávolítja az időigényes és bonyolult hely- és útválasztó, padlótervezési és időzítési elemzéseket.
3. Az FPGA-k logikai szinten programozhatók. Ennek eredményeként gyorsabb és párhuzamosabb jelfeldolgozást valósíthat meg. Kihívást jelent a CPU számára a végrehajtás.
4. Ellentétben az ASIC fejlesztéssel, amely jelentős NRE (nem ismétlődő költségek) és drága eszközök, az FPGA fejlesztés olcsóbb az olcsóbb eszközök és az NRE hiánya miatt.
5. Az FPGA-k szoftverszinten bármikor programozhatók. Ennek eredményeként az FPGA IC korlátlan ideig újraprogramozható vagy újrafelhasználható. Az FPGA-k távolról is programozhatók.

Hátrányok

1. Magasabb az energiafogyasztás, és a programozók alig tudják ellenőrizni az FPGA teljesítményoptimalizálását.
2. Az FPGA-k ideálisak prototípus-készítéshez és kis volumenű gyártáshoz. Ha növekszik a létrehozandó FPGA-k száma, akkor nő a termékenkénti költség is.
3. Az FPGA programozáshoz ismerni kell a VHDL/Verilog programozási nyelveket, valamint a digitális rendszer alapjait. A programozás nem olyan egyszerű, mint a processzor alapú felszereléseknél. A mérnököknek meg kell tanulniuk a szimulációs eszközök használatát is.
4. Az FPGA kiválasztása és a tervezés során történő alkalmazása után a fejlesztőknek az FPGA IC-n lévő erőforrásokat kell használniuk, ami korlátozza a tervezés méretét és jellemzőit. Az ilyen problémák elkerülése érdekében kezdettől fogva megfelelő FPGA-t kell kiválasztani.

Főbb különbségek a CPLD és az FPGA között

Különböző fő különbségek vannak közöttük CPLD és FPGA . A CPLD és az FPGA közötti legfontosabb különbségek a következők:

1. A CPLD a Complex Programmable Logic Devices rövidítése. Ezzel szemben az FPGA a Field Programmable Gate Arrays rövidítése.
2. A CPLD egy integrált áramkör, amely segíti a digitális rendszerek végrehajtását. Ezzel szemben az FPGA egy integrált áramkör, amelyet főként azért hoztak létre, hogy az ügyfél vagy a fejlesztő gyártása után testreszabható legyen.
3. Az FPGA-k legfeljebb 100 000 kis logikai blokkok. Ezzel szemben a CPLD-k csak néhány ezer logikai blokkot tárolhatnak.
4. Az FPGA bonyolult alkalmazásokhoz megfelelő. Ezzel szemben a CPLD jobban megfelel az egyszerűbb alkalmazásokhoz.
5. Az FPGA-nak nagyobb az energiafogyasztása. Ezzel szemben a CPLD alacsonyabb energiafogyasztású.
6. A teljesítmény szempontjából az FPGA stabil teljesítményt biztosít, amely független a belső útválasztástól. Ezzel szemben a CPLD előre nem látható teljesítményt mutat, amely az útválasztáson alapul.
7. A CPLD egyenértékű a HAVER . Másrészt az FPGA hasonló a Kapu tömb .
8. Az FPGA egy digitális logikai chip, amelyen alapul RAM . Ezzel szemben a CPLD-k azok EEPROM alapú .
9. Az FPGA finomszemcsés besorolású. Ezzel szemben a CPLD durva szemcse.
10. A CPLD nagyobb védelmet nyújt, mint az FPGA, mert nem felejtő memóriája van.
11. A CPLD-k késése lényegesen kiszámíthatóbb, mint az FPGA-k esetében.

Pontos összehasonlítás a CPLD és az FPGA között

Itt megtanulhatja a CPLD és az FPGA közvetlen összehasonlítását. A fő különbségek a CPLD és az FPGA között a következők:

Következtetés

Az FPGA-k nagyobb komplexitást és rugalmasságot kínálnak, és olyan funkciókat kínálnak, mint például a chipen belüli RAM, órajel-kezelés, DSP-műveletek, szorzók stb. Másrészt a CPLD kevesebb energiát fogyaszt, mint az FPGA, és az FPGA-eszközöket nagyobb valószínűséggel használják gyakran olyan kialakításokban, ahol változtatásokat alkalmaznak. Ezzel szemben a CPLD-eszközöket akkor használják, ha egyszerű ragasztási logikára van szükség, és amikor azonnali bekapcsolási áramkörökre van szükség az alkalmazáshoz, mivel az FPGA kezdetben lassabb sebességgel működik a konfiguráció külső ROM-ról történő betöltése miatt.