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cpld和fpga的区别(DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别)

百科大全 kubaike 8个月前 (09-13) 87次浏览 0个评论

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fpga与cpld差异与概念?

CPLD和FPGA的主要区别:

1) CPLD的逻辑阵列更适合可重复编程的EEPROM或Flash技术来实现。而FPGA显然是利用SRAM技术更合适。

2) 由于是EEPROM或者Flash工艺决定了CPLD是有一定的擦写次数限制的。而FPGA在实际使用中几乎可以说是无配置次数限制。

3) CPLD由于采用的是EEPROM或者Flash工艺所以配置掉电后不丢失,也就不需要配置芯片。而FPGA采用的是SRAM工艺,配置在掉电后就没有了,因此需要一个外部配置芯片。

CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(LMC,Logic Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成,其中LMC逻辑结构较复杂,并具有复杂的I/O单元互连结构,可由用户根据需要生成特定的电路结构,完成一定的功能。

FPGA通常包含三类可编程资源:可编程逻辑功能块、可编程I/O块和可编程互连。可编程逻辑功能块是实现用户功能的基本单元,它们通常排列成一个阵列,散布于整个芯片

简述FPGA与CPLD在硬件结构上的区别?

FPGA与CPLD的区别 系统的比较,与大家共享: 尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点: ①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FP GA更适合于完成时序逻辑。

换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FP GA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。⑦ 在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编程 器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其优 点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。⑧CPLD保密性好,FPGA保密性差。⑨一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。随 著复杂可编程逻辑器件(CPLD)密度的提高,数字器件设计人员在进行大型设计时,既灵活又容易,而且产品可以很快进入市场。许多设计人员已经感受到 CPLD容易使用、时序可预测和速度高等优点,然而,在过去由于受到CPLD密度的限制,他们只好转向FPGA和ASIC。现在,设计人员可以体会到密度 高达数十万门的CPLD所带来的好处。CPLD结构在一个逻辑路径上采用1至16个乘积项,因而大型复杂设计的运行速度可以预测。因此,原有设计 的运行可以预测,也很可靠,而且修改设计也很容易。CPLD在本质上很灵活、时序简单、路由性能极好,用户可以改变他们的设计同时保持引脚输出不变。与 FPGA相比,CPLD的I/O更多,尺寸更小。如今,通信系统使用很多标准,必须根据客户的需要配置设备以支持不同的标准。CPLD可让设备做 出相应的调整以支持多种协议,并随著标准和协议的演变而改变功能。这为系统设计人员带来很大的方便,因为在标准尚未完全成熟之前他们就可以著手进行硬件设 计,然后再修改代码以满足最终标准的要求。CPLD的速度和延迟特性比纯软件方案更好,它的NRE费用低於ASIC,更灵活,产品也可以更快入市。CPLD可编程方案的优点如下: ●逻辑和存储器资源丰富(Cypress Delta39K200的RAM超过480 Kb) ●带冗余路由资源的灵活时序模型 ●改变引脚输出很灵活 ●可以装在系统上后重新编程 ●I/O数目多 ●具有可保证性能的集成存储器控制逻辑 ●提供单片CPLD和可编程PHY方案 由于有这些优点,设计建模成本低,可在设计过程的任一阶段添加设计或改变引脚输出,可以很快上市 CPLD的结构 CPLD是属於粗粒结构的可编程逻辑器件。它具有丰富的逻辑资源(即逻辑门与寄存器的比例高)和高度灵活的路由资源。CPLD的路由是连接在一起的,而FPGA的路由是分割开的。FPGA可能更灵活,但包括很多跳线,因此速度较CPLD慢。CPLD以群阵列(array of clusters)的形式排列,由水平和垂直路由通道连接起来。这些路由通道把信号送到器件的引脚上或者传进来,并且把CPLD内部的逻辑群连接起来。CPLD之所以称作粗粒,是因为,与路由数量相比,逻辑群要大得到。CPLD的逻辑群比FPGA的基本单元大得多,因此FPGA是细粒的。CPLD的功能块 CPLD最基本的单元是宏单元。一个宏单元包含一个寄存器(使用多达16个乘积项作为其输入)及其它有用特性。因为每个宏单元用了16个乘积项,因此设计人员可部署大量的组合逻辑而不用增加额外的路径。这就是为何CPLD被认为是“逻辑丰富”型的。宏单元以逻辑模块的形式排列(LB),每个逻辑模块由16个宏单元组成。宏单元执行一个AND操作,然后一个OR操作以实现组合逻辑。每个逻辑群有8个逻辑模块,所有逻辑群都连接到同一个可编程互联矩阵。每个群还包含两个单端口逻辑群存储器模块和一个多端口通道存储器模块。前者每模块有8,192b存储器,后者包含4,096b专用通信存储器且可配置为单端口、多端口或带专用控制逻辑的FIFO。CPLD有什麽好处? I/O数量多 CPLD的好处之一是在给定的器件密度上可提供更多的I/O数,有时甚至高达70%。时序模型简单 CPLD优于其它可编程结构之处在于它具有简单且可预测的时序模型。这种简单的时序模型主要应归功于CPLD的粗粒度特性。CPLD可在给定的时间内提供较宽的相等状态,而与路由无关。这一能力是设计成功的关键,不但可加速初始设计工作,而且可加快设计调试过程。粗粒CPLD结构的优点 CPLD是粗粒结构,这意味著进出器件的路径经过较少的开关,相应地延迟也小。因此,与等效的FPGA相比,CPLD可工作在更高的频率,具有更好的性能。CPLD的另一个好处是其软件编译快,因为其易于路由的结构使得布放设计任务更加容易执行。细粒FPGA结构的优点 FPGA是细粒结构,这意味著每个单元间存在细粒延迟。如果将少量的逻辑紧密排列在一起,FPGA的速度相当快。然而,随著设计密度的增加,信号不得不通过许多开关,路由延迟也快速增加,从而削弱了整体性能。CPLD的粗粒结构却能很好地适应这一设计布局的改变。灵活的输出引脚 CPLD的粗粒结构和时序特性可预测,因此设计人员在设计流程的后期仍可以改变输出引脚,而时序仍保持不变。新的CPLD封装 CPLD 有多种密度和封装类型,包括单芯片自引导方案。自引导方案在单个封装内集成了FLASH存储器和CPLD,无须外部引导单元,从而可降低设计复杂性并节省 板空间。在给定的封装尺寸内,有更高的器件密度共享引脚输出。这就为设计人员提供了“放大”设计的便利,而无须更改板上的引脚输出。

FPGA与CPLD的概念及其区别?

1、逻辑结构不同

CPLD:类似 PAL、GAL,拥有丰富的组合逻辑电路资源。

FPGA:类似门阵列,拥有丰富的触发器、存储器资源;CPU、DSP等IP核。

2、集成度不同

CPLD:500 ~ 50000 门

3、互连结构不同

CPLD:等长度的互连线资源,其特点是延时相等。

FPGA:长度不等的多段分布式互连,其特点是布线灵活,但延时与系统布局、 布线有关。

5、粒度大小不同

FPGA为细粒度结构,CPLD为粗粒度结构。

FPGA内部有丰富连线资源,CLB分块较小,芯片的利用率较高。CPLD的宏单元的与或阵列较大,通常不能完全被应用,且宏单元之间主要通过高速数据通道连接,其容量有限,限制了器件的灵活布线,因此CPLD利用率较FPGA器件低。

6、应用范围的不同

数字逻辑系统分为两大类:

(1)控制密集型(逻辑密集型),对数据处理能力要求低,但逻辑关系复杂,输入输出较多,适合用CPLD实现。

(2)数据密集型,需要大量的数据处理能力,但逻辑相对简单,对输入要求少,适合FPGA实现。

7、配置不同

CPLD:采用EPROM,E2PROM工艺,直接写入,保密性好。

FPGA:采用SRAM工艺,故需外加ROM芯片,用于存储配置信

DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别?

图像,声音和视频是三个不同的嵌入式需求,其中从产品上来说,图像/视频应用以arm平台居多(视频处理的华为的海思,TI的DMx系列,大部分都是arm的内核芯片), 声音处理上则dsp占主流,cuda和FPGA很少用于实际的嵌入式产品中, 不过在开发设计的过程中可能是必须的平台。

cuda主要在基于深度学习的图像识别中用于训练模型, FPGA则主要用于相关IC芯片设计时的算法引擎验证平台,很少直接用于最后的嵌入式产品,因为FPGA同等性能资源相对于arm和dsp来说太贵,显卡同理。

DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别?

首先,单片机是一种集成电路芯片,包含了CPU,RAM,ROM,I/O和中断系统等,类似一个小而完善的计算机主板,主要应用在一些工业控制领域;DSP,数字信号处理器,是一种具有特殊结构的微处理器,主要应用在一些信号,图像处理方面;CPLD,复杂可编程逻辑器件,是一种根据用户需要自行构造逻辑功能的数字集成电路,应用的话,还是集中在机械设备中;FPGA,现场可编程门阵列,是作为一种半定制电路而出现的,主要应用在电路设计方面。就是这么多了,希望能够帮助到你

CPLD和异步USB区别?

CPLD和异步USB都是数字电路领域的概念,但它们的作用和应用场景不同。下面是它们的区别:1. CPLD: 是一种可编程逻辑器件。它是一种中等规模的数字逻辑集成电路,具有可编程、可重构的特性。CPLD通常被用作控制逻辑器件,如时序控制、状态机控制等。

2. 异步USB: 是一种USB传输协议,它与同步USB不同,是一种无时钟的传输方式。异步USB传输数据不需要时钟信号来同步,而是通过数据包中的同步标志来同步,因此具有更高的灵活性和可靠性。

总的来说,CPLD是一种可编程的数字逻辑器件,而异步USB是一种传输协议。它们的应用场景和作用不同,需要根据具体的应用需求来选择。

集成电路和FPGA、CPLD、单片机、STM32、ARM之间的关系是什么?

集成电路:就是常说的芯片,有像CPU这种通用平台的芯片,也有专用于某一领域(编解码、控制)的芯片,一旦生产出来功能和电路都不可更改,但是性能最好FPGA:现场可编程门阵列,是一种可编程逻辑器件,可以使用Verilog或VHDL硬件描述语言描述所要实现的电路功能,与软件不同的是它实现的是硬件电路,具有很高的实时性和灵活性,特别适合通信底层和视频的编解码应用,FPGA最大的优势是可灵活搭建SOPC系统。

CPLD:同样也是可编程逻辑器件,可简单的认为FPGA是CPLD的升级版,相比之下还是FPGA更强大单片机、STM32、ARM:STM32就是一个ARM核心的单片机,ARM是英国来一个公司,专门设计CPU核心的,它只卖设计,其他公司买来授权,加上自己的外设电路或进行一些其它的改变,最终生成一个SOC芯片,STM32就是一个SOC系统,继承了片上的RAM和FLASH,以及类似UART、I2C等外设。

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