TechCodeview

The FPGA a CPLD zariadenia boli vytvorené na získanie hustoty a rýchlosti obvodu ASIC (Application Specific Integrated Circuit) zariadení, ale s kratšou dobou obratu pre programovateľné zariadenia. Primárny rozdiel medzi FPGA a CPLD je ten, že FPGA má viac logických zdrojov ako CPLD, čo je jednoduchšie a má menej prepojení. Pri oddeľovaní FPGA a CPLD sa väčšinou berú do úvahy dva faktory. Prvým je ich architektúra a spôsob, akým implementuje rôzne logické funkcie. Po druhé, špecifická polovodičová technológia používaná v hardvéri.

V tomto článku sa dozviete o rozdieloch medzi CPLD a FPGA . Pred diskusiou o rozdieloch však musíte vedieť o CPLD a FPGA s ich výhodami a nevýhodami.

Čo je CPLD?

CPLD je skratka pre „Komplexné programovateľné logické zariadenia“ . Je to integrovaný obvod, ktorý pomáha pri vykonávaní digitálnych systémov. CPLD sa skladá z programovateľných funkčných blokov a každý blok má makrobunky . Primárnymi stavebnými blokmi CPLD sú makrobunky. I/O funkčných blokov je pripojený cez Globálna matica prepojenia (GIM) . Táto prepojovacia matica je rekonfigurovateľná, pretože výmena kontaktov medzi funkčnými blokmi nie je možná. Tieto funkčné bloky sú ekvivalentom súboru logických brán.

hádzať hádže v jave

Pri navrhovaní CPLD je dôležité vziať do úvahy programovaciu techniku, schopnosť I/P a možnosti funkčných blokov. Vo všeobecnosti sú CPLD energeticky nezávislé a ľahko použiteľné a sú lacné.

CPLD sa dodávajú v rôznych typoch balíkov IC a logických rodinách. Napájacie napätie, pohotovostný prúd, prevádzkový prúd a stratový výkon CPLD sú tiež odlišné. Okrem toho sú k dispozícii s rôznymi kapacitami pamäte a možnosťami podpory pamäte. Pamäť sa zvyčajne meria v bitoch alebo megabitoch a podpora pamäte obsahuje ROM, RAM a dvojportová RAM . Zahŕňa tiež FIFO (prvý dnu, prvý von) a LIFO (posledný dnu, posledný von) pamäť a CAM (obsahovo adresovateľná pamäť) .

Komponenty CPLD

Existujú rôzne komponenty CPLD. Niektoré hlavné zložky CPLD sú nasledovné:

Funkčný blok
V CPLD má funkčný blok rovinu AND, ktorá môže prijímať vstupy z I/O blokov, funkčných blokov alebo dokonca odozvy rovnakého funkčného bloku. Potom sa výrazy pridajú do poľa OR a vyberú sa pomocou veľkého multiplexora. Výstup MUX môže byť presunutý z bloku priamo alebo cez taktovaný klopný obvod. Tento funkčný blok môže mať aj dodatočnú logiku, ako je voliteľný exkluzívny OR, signál hlavného resetovania a možnosť naprogramovať polaritu v niekoľkých fázach.Vstupné/výstupné bloky
Vstupné/výstupné bloky sa používajú na odosielanie signálov na kolíky CPLD na príslušných úrovniach napätia a prúdu. Umožňuje odstránenie oneskorení, zníženie požiadaviek na čas držania zariadenia a pridanie ďalších zdrojov do zariadenia.Prepojiť
Prepojenie CPLD je veľká matica programovateľných prepínačov, ktorá riadi prenos signálov z jednej časti zariadenia do druhej.Programovateľné komponenty
Využíva tiež programovateľné komponenty ako PROM, EPROM, EEPROM a flash EPROM.

Výhody a nevýhody CPLD

CPLD má rôzne výhody a nevýhody. Niektoré hlavné výhody a nevýhody CPLD sú nasledovné:

Výhody

1. Je ľahké ho navrhnúť.
2. Má nízke náklady na vývoj.
3. Pomáha zmenšiť plochu dosky.
4. Ponúka vysokú spoľahlivosť.

Nevýhody

1. Ide o komplikovanejšie programovateľné logické zariadenie.

čo je FPGA?

FPGA je skratka pre 'Pole programovateľné hradlové polia' . Je to polovodičové zariadenie zložené z matice konfigurovateľných logických blokov, ktoré sú navzájom prepojené pomocou programovateľných prepojení. Po výrobe môže byť FPGA preprogramované tak, aby spĺňalo požiadavky. Súčasné FPGA majú pribl 330 000 logické bloky s 1100 I/O .

Používatelia môžu využívať Jazyk popisu hardvéru (HDL) navrhnúť a nakonfigurovať obvod. Potom môže vykonávať jednoduchú bránu, ako je brána AND, alebo komplikovaný systém, ako je viacjadrový procesor. Uloží všetky konfigurácie do hlavnej pamäte. V dôsledku toho môže výpadok napájania vymazať všetky tieto konfigurácie.

nestále kľúčové slovo java

Komponenty FPGA

Existujú rôzne komponenty FPGA. Niektoré hlavné komponenty FPGA sú nasledovné:

Programovateľné logické bloky
Umožňuje implementáciu logických funkcií.Programovateľné smerovanie
Umožňuje implementáciu funkcií.I/O bloky
Používa sa na vytváranie čipových spojov.

Výhody a nevýhody FPGA

FPGA má rôzne výhody a nevýhody. Niektoré hlavné výhody a nevýhody FPGA sú nasledovné:

Výhody

1. Integrované obvody FPGA sú široko dostupné a možno ich rýchlo naprogramovať pomocou kódu HDL. Vďaka tomu sa riešenie ponúka na trh rýchlejšie.
2. V dizajne FPGA softvér rieši smerovanie, umiestnenie a načasovanie. Vyžaduje si to menšie manuálne zapojenie. Tok návrhu odstraňuje časovo náročné a komplikované analýzy miest a smerovača, plánovania podlahy a načasovania.
3. FPGA majú možnosť programovania na logickej úrovni. V dôsledku toho môže implementovať rýchlejšie a paralelnejšie spracovanie signálu. Spustenie CPU je náročné.
4. Na rozdiel od vývoja ASIC, ktorý zahŕňa významné NRE (jednorazové výdavky) a drahých nástrojov je vývoj FPGA lacnejší vďaka lacnejším nástrojom a žiadnemu NRE.
5. FPGA je možné kedykoľvek naprogramovať na softvérovej úrovni. Výsledkom je, že FPGA IC mohol byť preprogramovaný alebo znovu použitý neobmedzene. FPGA môžu byť tiež programované na diaľku.

Nevýhody

1. Spotreba energie je vyššia a programátori majú malú kontrolu nad optimalizáciou napájania v FPGA.
2. FPGA sú ideálne pre prototypovanie a malosériovú výrobu. Keď sa zvyšuje počet FPGA, ktoré sa majú vytvoriť, zvyšujú sa aj náklady na produkt.
3. Programovanie FPGA vyžaduje znalosť programovacích jazykov VHDL/Verilog, ako aj základy digitálneho systému. Programovanie nie je také jednoduché ako programovanie používané v zariadeniach na báze procesorov. Inžinieri sa tiež musia naučiť používať simulačné nástroje.
4. Po výbere a použití FPGA v návrhu musia vývojári použiť zdroje prítomné na FPGA IC, čo obmedzuje veľkosť a vlastnosti návrhu. Aby sa predišlo takýmto problémom, musí sa od začiatku vybrať správne FPGA.

Kľúčové rozdiely medzi CPLD a FPGA

Medzi nimi sú rôzne kľúčové rozdiely CPLD a FPGA . Niektoré z kľúčových rozdielov medzi CPLD a FPGA sú nasledovné:

1. CPLD je skratka pre Complex Programmable Logic Devices. Naproti tomu FPGA je skratka pre Field Programmable Gate Arrays.
2. CPLD je integrovaný obvod, ktorý pomáha pri vykonávaní digitálnych systémov. Na rozdiel od toho je FPGA integrovaný obvod, ktorý je vytvorený hlavne na prispôsobenie po výrobe zákazníkom alebo vývojárom.
3. FPGA môžu obsahovať až 100 000 malé logické bloky. Na rozdiel od toho môžu CPLD uchovávať iba niekoľko tisíc logických blokov.
4. FPGA je vhodný pre zložité aplikácie. Na rozdiel od toho je CPLD vhodnejšie pre jednoduchšie aplikácie.
5. FPGA má väčšiu spotrebu energie. Naproti tomu CPLD má nižšiu spotrebu energie.
6. Pokiaľ ide o výkon, FPGA poskytuje stabilný výkon, ktorý je nezávislý od interného smerovania. Na rozdiel od toho má CPLD nepredvídateľný výkon, ktorý je založený na smerovaní.
7. CPLD je ekvivalentné s PAL . Na druhej strane je FPGA podobný a Pole brány .
8. FPGA je digitálny logický čip, ktorý je založený na RAM . Naproti tomu CPLD sú Na báze EEPROM .
9. FPGA je klasifikovaný ako jemnozrnný. Naproti tomu CPLD je hrubozrnná.
10. CPLD poskytuje väčšiu ochranu ako FPGA, pretože má energeticky nezávislú pamäť.
11. Oneskorenia v CPLD sú podstatne predvídateľnejšie ako v FPGA.

Vzájomné porovnanie medzi CPLD a FPGA

Tu sa dozviete priame porovnania medzi CPLD a FPGA. Hlavné rozdiely medzi CPLD a FPGA sú nasledovné:

Záver

FPGA ponúkajú väčšiu zložitosť a flexibilitu a funkcie, ako je operačná pamäť na čipe, správa hodín, operácie DSP, multiplikátory atď. aplikujú sa zmeny. Na rozdiel od toho sa zariadenia CPLD používajú, keď je potrebná jednoduchá logika lepidla a keď sú pre aplikáciu potrebné obvody s okamžitým zapnutím, pretože FPGA spočiatku pracuje pomalšie kvôli načítaniu konfigurácie z externej ROM.