O FPGA e CPLD dispositivos foram criados para obter a densidade do circuito e a velocidade de ASIC (Circuito Integrado Específico de Aplicação) dispositivos, mas com um tempo de resposta mais curto para dispositivos programáveis. A principal distinção entre um FPGA e um CPLD é que um FPGA possui mais recursos lógicos do que um CPLD, que é mais simples e possui menos interconexões. Dois fatores são considerados principalmente ao segregar o FPGA e o CPLD. A primeira é sua arquitetura e como ela implementa as diversas funções lógicas. Em segundo lugar, a tecnologia específica de semicondutores utilizada no hardware.

Neste artigo você aprenderá sobre a diferença entre CPLD e FPGA . Mas antes de discutir as diferenças, você deve conhecer o CPLD e o FPGA com suas vantagens e desvantagens.

O que é CPLD?

CPLD é uma abreviatura para 'Dispositivos lógicos programáveis ​​complexos' . É um circuito integrado que auxilia na execução de sistemas digitais. Um CPLD é composto de blocos funcionais programáveis, e cada bloco possui macrocélulas . Os principais blocos de construção do CPLD são as macrocélulas. A E/S dos blocos funcionais é conectada através Matriz de Interconexão Global (GIM) . Esta matriz de interligação é reconfigurável porque é impossível alterar os contactos entre os blocos funcionais. Estes blocos funcionais são equivalentes a um conjunto de portas lógicas.

Lógica de 1ª ordem

É importante considerar a técnica de programação, a capacidade de I/P e as capacidades dos blocos funcionais ao projetar CPLDs. Em geral, os CPLDs são não voláteis e simples de utilizar, além de serem baratos.

Os CPLDs vêm em vários tipos de pacotes IC e famílias lógicas. A tensão de alimentação, a corrente de espera, a corrente operacional e a dissipação de energia dos CPLDs também são diferentes. Além disso, estão disponíveis com diferentes capacidades de memória e opções de suporte de memória. A memória é normalmente medida em bits ou megabits, e o suporte de memória contém ROM, RAM e RAM de porta dupla . Também inclui FIFO (primeiro a entrar, primeiro a sair) e LIFO (último a entrar, último a sair) memória, e CAM (memória endereçável de conteúdo) .

Componentes do CPLD

Existem vários componentes do CPLD. Alguns componentes principais do CPLD são os seguintes:

Bloco de funções
Em um CPLD, um bloco funcional possui um plano AND que pode aceitar entradas de blocos de E/S, blocos funcionais ou até mesmo a resposta do mesmo bloco funcional. Depois disso, os termos são adicionados ao array OR e escolhidos usando um grande multiplexador. A saída do MUX pode ser movida diretamente do bloco ou através de um flip-flop com clock. Este bloco funcional também pode ter lógica adicional, como um OR exclusivo selecionável, um sinal de reset mestre e a opção de programar a polaridade em vários estágios.Blocos de entrada/saída
Os blocos de entrada/saída são utilizados para enviar sinais aos pinos CPLD nos níveis apropriados de tensão e corrente. Ele permite a remoção de atrasos, a redução dos requisitos de tempo de espera do dispositivo e a adição de recursos extras ao dispositivo.Interconectar
A interconexão de um CPLD é uma grande matriz de chaves programáveis ​​que direciona a transferência de sinais de uma parte do dispositivo para outra.Componentes Programáveis
Ele também utiliza componentes programáveis ​​como PROM, EPROM, EEPROM e flash EPROM.

Vantagens e desvantagens do CPLD

Existem várias vantagens e desvantagens do CPLD. Algumas principais vantagens e desvantagens do CPLD são as seguintes:

Vantagens

1. É fácil de projetar.
2. Possui baixo custo de desenvolvimento.
3. Ajuda a reduzir a área do tabuleiro.
4. Oferece alta confiabilidade.

Desvantagens

1. É um dispositivo lógico programável mais complicado.

O que é FPGA?

FPGA é uma abreviatura para 'Matrizes de portas programáveis ​​em campo' . É um dispositivo semicondutor composto por uma matriz de blocos lógicos configuráveis ​​interligados por meio de interconexões programáveis. Após a produção, um FPGA pode ser reprogramado para atender aos requisitos. Os FPGAs atuais têm aproximadamente 330.000 blocos lógicos com 1100 E/S .

Os usuários podem utilizar o Linguagem de descrição de hardware (HDL) para projetar e configurar o circuito. Depois disso, ele pode executar uma porta simples como uma porta AND ou um sistema complicado como um processador multi-core. Salva todas as configurações na memória principal. Como resultado, uma falha de energia pode eliminar todas estas configurações.

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Componentes do FPGA

Existem vários componentes do FPGA. Alguns componentes principais do FPGA são os seguintes:

Blocos lógicos programáveis
Permite a implementação de funções lógicas.Roteamento Programável
Ele permite a implementação de funções.Blocos de E/S
É utilizado para fazer conexões de chip.

Vantagens e desvantagens do FPGA

Existem várias vantagens e desvantagens do FPGA. Algumas principais vantagens e desvantagens do FPGA são as seguintes:

Vantagens

1. Os ICs FPGA são amplamente acessíveis e podem ser programados rapidamente usando código HDL. Com isso, a solução é oferecida ao mercado com mais rapidez.
2. No projeto FPGA, o software lida com roteamento, posicionamento e tempo. Requer menos envolvimento manual. O fluxo de projeto elimina análises demoradas e complicadas de localização e roteador, planejamento de piso e tempo.
3. Os FPGAs têm a capacidade de serem programados em nível lógico. Como resultado, pode implementar um processamento de sinal mais rápido e paralelo. É um desafio para a CPU executar.
4. Ao contrário do desenvolvimento ASIC, que envolve NRE (Despesas Não Recorrentes) e ferramentas caras, o desenvolvimento de FPGA é mais barato devido a ferramentas mais baratas e sem NRE.
5. Os FPGAs podem ser programados em nível de software a qualquer momento. Como resultado, o IC FPGA pode ser reprogramado ou reutilizado inúmeras vezes. FPGAs também podem ser programados à distância.

Desvantagens

1. O consumo de energia é maior e os programadores têm pouco controle sobre a otimização de energia no FPGA.
2. FPGAs são ideais para prototipagem e produção de baixo volume. Quando o número de FPGAs a serem criados aumenta, o custo por produto também aumenta.
3. A programação FPGA precisa de familiaridade com as linguagens de programação VHDL/Verilog, bem como com os fundamentos do sistema digital. A programação não é tão simples quanto a utilizada em equipamentos baseados em processador. Os engenheiros também devem aprender como usar ferramentas de simulação.
4. Uma vez escolhido e empregado no projeto um FPGA, os desenvolvedores devem utilizar os recursos presentes no IC do FPGA, o que limita o tamanho e os recursos do projeto. Um FPGA adequado deve ser selecionado desde o início para evitar tal problema.

Principais diferenças entre CPLD e FPGA

Existem várias diferenças importantes entre CPLD e FPGA . Algumas das principais diferenças entre CPLD e FPGA são as seguintes:

1. CPLD é uma abreviatura de Dispositivos Lógicos Complexos Programáveis. Em contraste, FPGA é uma abreviatura de Field Programmable Gate Arrays.
2. Um CPLD é um circuito integrado que auxilia na execução de sistemas digitais. Em contraste, um FPGA é um circuito integrado criado principalmente para ser customizado após a fabricação por um cliente ou desenvolvedor.
3. FPGAs podem incluir até 100.000 pequenos blocos lógicos. Em contraste, os CPLDs podem armazenar apenas alguns milhares de blocos lógicos.
4. FPGA é apropriado para aplicativos complicados. Por outro lado, o CPLD é mais adequado para aplicativos mais simples.
5. FPGA tem um maior consumo de energia. Em contraste, o CPLD tem menor consumo de energia.
6. Em termos de desempenho, o FPGA oferece desempenho estável independente do roteamento interno. Em contraste, o CPLD tem um desempenho imprevisível baseado no roteamento.
7. O CPLD equivale ao AMIGO . Por outro lado, o FPGA é semelhante a um Matriz de portas .
8. FPGA é um chip lógico digital baseado em BATER . Em contrapartida, os CPLDs são Baseado em EEPROM .
9. FPGA é classificado como grão fino. Em contraste, CPLD é grão grosso.
10. O CPLD oferece mais proteção do que o FPGA porque possui memória não volátil.
11. Os atrasos nos CPLDs são significativamente mais previsíveis do que nos FPGAs.

Comparação direta entre CPLD e FPGA

Aqui, você aprenderá as comparações diretas entre CPLD e FPGA. As principais diferenças entre CPLD e FPGA são as seguintes:

Conclusão

Os FPGAs oferecem maior complexidade e flexibilidade e recursos como RAM no chip, gerenciamento de clock, operações DSP, multiplicadores, etc. Por outro lado, o CPLD consome menos energia que o FPGA, e os dispositivos FPGA são mais propensos a serem usados ​​com frequência em projetos onde as alterações são aplicadas. Em contraste, os dispositivos CPLD são usados ​​quando uma lógica de colagem simples é necessária e quando circuitos instantâneos são necessários para o aplicativo porque o FPGA funciona inicialmente em uma velocidade mais lenta devido ao carregamento da configuração da ROM externa.