TechCodeview

The FPGA ja CPLD laitteita luotiin piirien tiheyden ja nopeuden saamiseksi ASIC (sovelluskohtainen integroitu piiri) laitteita, mutta ohjelmoitavien laitteiden läpimenoaika on lyhyempi. Ensisijainen ero FPGA:n ja CPLD:n välillä on, että FPGA:lla on enemmän logiikkaresursseja kuin CPLD:llä, joka on yksinkertaisempi ja jossa on vähemmän yhteyksiä. Kaksi tekijää otetaan enimmäkseen huomioon erotettaessa FPGA:ta ja CPLD:tä. Ensimmäinen on niiden arkkitehtuuri ja se, kuinka se toteuttaa erilaisia ​​logiikkatoimintoja. Toiseksi laitteistossa käytetty erityinen puolijohdetekniikka.

Tässä artikkelissa opit eroista CPLD ja FPGA . Mutta ennen kuin keskustelet eroista, sinun on tiedettävä CPLD ja FPGA sekä niiden edut ja haitat.

Mikä on CPLD?

CPLD on lyhenne sanasta 'Monimutkaiset ohjelmoitavat logiikkalaitteet' . Se on integroitu piiri, joka auttaa digitaalisten järjestelmien toteuttamisessa. CPLD koostuu ohjelmoitavista toiminnallisista lohkoista, ja jokaisessa lohkossa on makrosolut . CPLD:n ensisijaiset rakennuspalikat ovat makrosolut. Toimintolohkojen I/O on kytketty läpi Global Interconnection Matrix (GIM) . Tämä kytkentämatriisi on uudelleenkonfiguroitavissa, koska kontaktien muuttaminen toimintalohkojen välillä on mahdotonta. Nämä toiminnalliset lohkot vastaavat joukkoa logiikkaportteja.

java cast int merkkijonoon

CPLD:itä suunniteltaessa on tärkeää ottaa huomioon ohjelmointitekniikka, I/P-ominaisuudet ja toiminnalliset lohkoominaisuudet. Yleensä CPLD:t ovat haihtumattomia ja helppokäyttöisiä, ja ne ovat edullisia.

CPLD:t ovat saatavilla erilaisissa IC-pakettityypeissä ja logiikkaperheissä. Myös CPLD:iden syöttöjännite, valmiusvirta, käyttövirta ja tehohäviö ovat erilaisia. Lisäksi näitä on saatavana erilaisilla muistikapasiteetilla ja muistin tukivaihtoehdoilla. Muisti mitataan yleensä bitteinä tai megabiteinä, ja muistituki sisältää ROM, RAM ja kaksiporttinen RAM . Se sisältää myös FIFO (first-in, first-out) ja LIFO (last-in, last-out) muisti, ja CAM (sisällölle osoitettava muisti) .

CPLD:n osat

CPLD:ssä on useita eri osia. Jotkut CPLD:n pääkomponentit ovat seuraavat:

Toimintolohko
CPLD:ssä toimintolohkolla on JA-taso, joka voi hyväksyä syötteitä I/O-lohkoista, toimintolohkoista tai jopa saman toimintolohkon vasteen. Tämän jälkeen termit lisätään TAI-taulukkoon ja valitaan suurella multiplekserin avulla. MUX:n lähtö voidaan siirtää joko suoraan lohkosta tai kellotetun flip-flopin kautta. Tällä toiminnallisella lohkolla voi olla myös lisälogiikkaa, kuten valittavissa oleva eksklusiivinen TAI, master-reset-signaali ja mahdollisuus ohjelmoida napaisuus useissa vaiheissa.Tulo-/lähtölohkot
Input/Output-lohkoja käytetään signaalien lähettämiseen CPLD-nastoihin sopivilla jännite- ja virtatasoilla. Se mahdollistaa viiveiden poistamisen, laitteen pitoajan lyhentämisen ja lisäresurssien lisäämisen laitteeseen.Yhteenliittäminen
CPLD:n yhteenliittäminen on suuri ohjelmoitavien kytkimien matriisi, joka ohjaa signaalien siirron laitteen yhdestä osasta toiseen.Ohjelmoitavat komponentit
Se käyttää myös ohjelmoitavia komponentteja, kuten PROM, EPROM, EEPROM ja flash EPROM.

CPLD:n edut ja haitat

CPLD:llä on useita etuja ja haittoja. Jotkut CPLD:n tärkeimmistä eduista ja haitoista ovat seuraavat:

Edut

1. Se on helppo suunnitella.
2. Sillä on alhaiset kehityskustannukset.
3. Se auttaa pienentämään laudan pinta-alaa.
4. Se tarjoaa korkean luotettavuuden.

Haitat

1. Se on monimutkaisempi ohjelmoitava logiikkalaite.

Mikä on FPGA?

FPGA on lyhenne sanasta 'Kentäohjelmoitavat porttitaulukot' . Se on puolijohdelaite, joka koostuu konfiguroitavien logiikkalohkojen matriisista, jotka on linkitetty toisiinsa ohjelmoitavilla liitännöillä. Tuotannon jälkeen FPGA voidaan ohjelmoida uudelleen vaatimusten mukaisesti. Nykyisillä FPGA:illa on noin 330 000 logiikkalohkoja 1100 I/O .

Käyttäjät voivat käyttää Laitteiston kuvauskieli (HDL) piirin suunnitteluun ja konfigurointiin. Sen jälkeen se voi suorittaa yksinkertaisen portin, kuten JA-portin, tai monimutkaisen järjestelmän, kuten moniytimisen prosessorin. Se tallentaa kaikki asetukset päämuistiin. Tämän seurauksena sähkökatkos voi poistaa kaikki nämä kokoonpanot.

pitkä merkkijono java

FPGA:n komponentit

FPGA:ssa on useita komponentteja. Jotkut FPGA:n pääkomponentit ovat seuraavat:

Ohjelmoitavat logiikkalohkot
Se mahdollistaa loogisten toimintojen toteuttamisen.Ohjelmoitava reititys
Se mahdollistaa toimintojen toteuttamisen.I/O-lohkot
Sitä käytetään siruliitäntöjen tekemiseen.

FPGA:n edut ja haitat

FPGA:lla on useita etuja ja haittoja. Jotkut FPGA:n tärkeimmistä eduista ja haitoista ovat seuraavat:

Edut

1. FPGA-IC:t ovat laajalti saatavilla, ja ne voidaan ohjelmoida nopeasti HDL-koodilla. Tämän seurauksena ratkaisu tarjotaan markkinoille nopeammin.
2. FPGA-suunnittelussa ohjelmisto hoitaa reitityksen, sijoittelun ja ajoituksen. Se vaatii vähemmän manuaalista osallistumista. Suunnitteluvirta poistaa aikaa vievät ja monimutkaiset paikka- ja reititin-, lattiasuunnittelu- ja ajoitusanalyysit.
3. FPGA:t voidaan ohjelmoida logiikkatasolla. Tämän seurauksena se voi toteuttaa nopeamman ja rinnakkaisemman signaalinkäsittelyn. Suorittimen suorittaminen on haastavaa.
4. Toisin kuin ASIC-kehitys, johon liittyy merkittäviä NRE (kertaluonteiset kulut) ja kalliit työkalut, FPGA-kehitys on halvempaa halvempien työkalujen ja ei NRE:n vuoksi.
5. FPGA:t voidaan ohjelmoida ohjelmistotasolla milloin tahansa. Tämän seurauksena FPGA IC voidaan ohjelmoida uudelleen tai käyttää uudelleen rajattomasti. FPGA:t voidaan ohjelmoida myös etäältä.

Haitat

1. Virrankulutus on korkeampi, ja ohjelmoijat voivat vain vähän hallita FPGA:n tehon optimointia.
2. FPGA:t ovat ihanteellisia prototyyppien tekemiseen ja vähäiseen tuotantoon. Kun luotavien FPGA:iden määrä kasvaa, myös tuotteen hinta nousee.
3. FPGA-ohjelmointi vaatii perehtymistä VHDL/Verilog-ohjelmointikieliin sekä digitaalisen järjestelmän perusteisiin. Ohjelmointi ei ole niin suoraviivaista kuin prosessoripohjaisissa laitteissa käytetty. Insinöörien on myös opittava käyttämään simulointityökaluja.
4. Kun FPGA on valittu ja käytetty suunnittelussa, kehittäjien on käytettävä FPGA IC:ssä olevia resursseja, mikä rajoittaa suunnittelun kokoa ja ominaisuuksia. Oikea FPGA on valittava alusta alkaen tällaisen ongelman välttämiseksi.

Tärkeimmät erot CPLD:n ja FPGA:n välillä

Niiden välillä on useita keskeisiä eroja CPLD ja FPGA . Jotkut tärkeimmistä eroista CPLD:n ja FPGA:n välillä ovat seuraavat:

1. CPLD on lyhenne sanoista Complex Programmable Logic Devices. Sitä vastoin FPGA on lyhenne sanoista Field Programmable Gate Arrays.
2. CPLD on integroitu piiri, joka auttaa digitaalisten järjestelmien toteuttamisessa. Sitä vastoin FPGA on integroitu piiri, joka on pääasiassa luotu räätälöitäväksi asiakkaan tai kehittäjän valmistuksen jälkeen.
3. FPGA:t voivat sisältää enintään 100 000 pieniä logiikkalohkoja. Sitä vastoin CPLD:t voivat tallentaa vain muutaman tuhannen logiikkalohkon.
4. FPGA sopii monimutkaisiin sovelluksiin. Sitä vastoin CPLD sopii paremmin yksinkertaisempiin sovelluksiin.
5. FPGA:lla on suurempi virrankulutus. Sitä vastoin CPLD:n virrankulutus on pienempi.
6. Suorituskyvyn suhteen FPGA tarjoaa vakaan suorituskyvyn, joka on riippumaton sisäisestä reitityksestä. Sitä vastoin CPLD:llä on arvaamaton suorituskyky, joka perustuu reitittämiseen.
7. CPLD vastaa PAL . Toisaalta FPGA on samanlainen kuin a Porttiryhmä .
8. FPGA on digitaalinen logiikkasiru, joka perustuu RAM . Sitä vastoin CPLD:t ovat EEPROM-pohjainen .
9. FPGA luokitellaan hienojakoiseksi. Sitä vastoin CPLD on karkeajyvä.
10. CPLD on suojattu paremmin kuin FPGA, koska siinä on haihtumaton muisti.
11. Viiveet CPLD:issä ovat huomattavasti ennakoitavampia kuin FPGA:issa.

Vertailu CPLD:n ja FPGA:n välillä

Täällä opit CPLD:n ja FPGA:n väliset suorat vertailut. Tärkeimmät erot CPLD:n ja FPGA:n välillä ovat seuraavat:

Johtopäätös

FPGA:t tarjoavat enemmän monimutkaisuutta ja joustavuutta ja ominaisuuksia, kuten sirussa olevaa RAM-muistia, kellonhallintaa, DSP-toimintoja, kertoimia jne. Toisaalta CPLD kuluttaa vähemmän virtaa kuin FPGA, ja FPGA-laitteita käytetään todennäköisemmin usein malleissa, joissa muutoksia sovelletaan. Sitä vastoin CPLD-laitteita käytetään, kun tarvitaan yksinkertaista liimauslogiikkaa ja kun sovellukselle tarvitaan pikakäynnistyspiirejä, koska FPGA toimii aluksi hitaammin johtuen konfiguraatioiden lataamisesta ulkoisesta ROM-muistista.