El FPGA y CPLD Se crearon dispositivos para obtener la densidad del circuito y la velocidad de ASIC (Circuito integrado de aplicación específica) dispositivos, pero con un tiempo de respuesta más corto para los dispositivos programables. La principal distinción entre una FPGA y un CPLD es que una FPGA tiene más recursos lógicos que un CPLD, que es más simple y tiene menos interconexiones. Se consideran principalmente dos factores al segregar FPGA y CPLD. La primera es su arquitectura y cómo implementa las diversas funciones lógicas. En segundo lugar, la tecnología de semiconductores específica utilizada en el hardware.

En este artículo, aprenderá sobre la diferencia entre CPLD y FPGA . Pero antes de discutir las diferencias, debes conocer CPLD y FPGA con sus ventajas y desventajas.

¿Qué es la CPLD?

CPLD es una abreviatura de 'Dispositivos lógicos programables complejos' . Es un circuito integrado que ayuda en la ejecución de sistemas digitales. Un CPLD se compone de bloques funcionales programables y cada bloque tiene macrocélulas . Los principales componentes básicos del CPLD son las macrocélulas. Las E/S de los bloques funcionales se conectan a través de Matriz de Interconexión Global (GIM) . Esta matriz de interconexión es reconfigurable porque es imposible cambiar los contactos entre bloques funcionales. Estos bloques funcionales equivalen a un conjunto de puertas lógicas.

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Es importante considerar la técnica de programación, la capacidad I/P y las capacidades de bloques funcionales al diseñar CPLD. En general, los CPLD no son volátiles, son fáciles de utilizar y económicos.

Los CPLD vienen en varios tipos de paquetes de circuitos integrados y familias lógicas. El voltaje de suministro, la corriente de espera, la corriente de operación y la disipación de energía de los CPLD también son diferentes. Además, están disponibles con diferentes capacidades de memoria y opciones de soporte de memoria. La memoria normalmente se mide en bits o megabits y el soporte de memoria contiene ROM, RAM y RAM de doble puerto . También incluye FIFO (primero en entrar, primero en salir) y LIFO (último en entrar, último en salir) memoria, y CAM (memoria direccionable de contenido) .

Componentes de CPLD

Hay varios componentes de CPLD. Algunos componentes principales de CPLD son los siguientes:

Bloque de funciones
En un CPLD, un bloque de funciones tiene un plano Y que puede aceptar entradas de bloques de E/S, bloques de funciones o incluso la respuesta del mismo bloque de funciones. Después de eso, los términos se agregan a la matriz OR y se eligen usando un multiplexor grande. La salida del MUX se puede mover desde el bloque directamente o mediante un flip-flop sincronizado. Este bloque funcional también puede tener lógica adicional, como un OR exclusivo seleccionable, una señal de reinicio maestro y la opción de programar la polaridad en varias etapas.Bloques de entrada/salida
Los bloques de Entrada/Salida se utilizan para enviar señales a los pines CPLD en los niveles de voltaje y corriente apropiados. Permite eliminar retrasos, reducir los requisitos de tiempo de espera del dispositivo y agregar recursos adicionales al dispositivo.interconectar
La interconexión de un CPLD es una gran matriz de interruptores programables que dirige la transferencia de señales de una parte del dispositivo a otra.Componentes programables
También utiliza componentes programables como PROM, EPROM, EEPROM y flash EPROM.

Ventajas y desventajas de CPLD

Existen varias ventajas y desventajas del CPLD. Algunas ventajas y desventajas principales de CPLD son las siguientes:

Ventajas

1. Es fácil de diseñar.
2. Tiene un bajo coste de desarrollo.
3. Ayuda a reducir el área del tablero.
4. Ofrece alta confiabilidad.

Desventajas

1. Es un dispositivo lógico programable más complicado.

¿Qué es FPGA?

FPGA es una abreviatura de 'Matriz de puertas programables' . Es un dispositivo semiconductor compuesto por una matriz de bloques lógicos configurables unidos entre sí mediante interconexiones programables. Después de la producción, una FPGA se puede reprogramar para cumplir con los requisitos. Los FPGA actuales tienen aproximadamente 330000 bloques lógicos con 1100 E/S .

Los usuarios pueden utilizar el Lenguaje de descripción de hardware (HDL) para diseñar y configurar el circuito. Después de eso, puede ejecutar una puerta simple como una puerta AND o un sistema complicado como un procesador multinúcleo. Guarda todas las configuraciones en la memoria principal. Como resultado, un corte de energía puede eliminar todas estas configuraciones.

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Componentes de FPGA

Hay varios componentes de FPGA. Algunos componentes principales de FPGA son los siguientes:

Bloques lógicos programables
Permite la implementación de funciones lógicas.Enrutamiento programable
Permite implementar funciones.Bloques de E/S
Se utiliza para realizar conexiones de chips.

Ventajas y desventajas de FPGA

Existen varias ventajas y desventajas de FPGA. Algunas ventajas y desventajas principales de FPGA son las siguientes:

Ventajas

1. Los circuitos integrados FPGA son ampliamente accesibles y se pueden programar rápidamente utilizando código HDL. Como resultado, la solución se ofrece al mercado más rápidamente.
2. En el diseño de FPGA, el software maneja el enrutamiento, la ubicación y la sincronización. Requiere menos participación manual. El flujo de diseño elimina los costosos y complicados análisis de lugares, enrutadores, planos de planta y tiempos.
3. Los FPGA tienen la capacidad de programarse a nivel lógico. Como resultado, puede implementar un procesamiento de señales más rápido y paralelo. Es un desafío para la CPU ejecutarlo.
4. A diferencia del desarrollo de ASIC, que implica importantes NRE (Gastos No Recurrentes) y herramientas costosas, el desarrollo de FPGA es menos costoso debido a herramientas menos costosas y sin NRE.
5. Los FPGA se pueden programar a nivel de software en cualquier momento. Como resultado, el FPGA IC podría reprogramarse o reutilizarse un número ilimitado de veces. Los FPGA también se pueden programar a distancia.

Desventajas

1. El consumo de energía es mayor y los programadores tienen poco control sobre la optimización de la energía en FPGA.
2. Los FPGA son ideales para la creación de prototipos y la producción de bajo volumen. Cuando aumenta la cantidad de FPGA que se crearán, también aumenta el costo por producto.
3. La programación de FPGA necesita estar familiarizado con los lenguajes de programación VHDL/Verilog, así como con los conceptos básicos de los sistemas digitales. La programación no es tan sencilla como la utilizada en equipos basados ​​en procesadores. Los ingenieros también deben aprender a utilizar herramientas de simulación.
4. Una vez que se elige y emplea una FPGA en el diseño, los desarrolladores deben utilizar los recursos presentes en el IC de la FPGA, lo que limita el tamaño y las características del diseño. Se debe seleccionar una FPGA adecuada desde el principio para evitar tal problema.

Diferencias clave entre CPLD y FPGA

Hay varias diferencias clave entre CPLD y FPGA . Algunas de las diferencias clave entre CPLD y FPGA son las siguientes:

1. CPLD es una abreviatura de dispositivos lógicos programables complejos. Por el contrario, FPGA es una abreviatura de Field Programmable Gate Arrays.
2. Un CPLD es un circuito integrado que ayuda en la ejecución de sistemas digitales. Por el contrario, una FPGA es un circuito integrado que se crea principalmente para ser personalizado después de su fabricación por parte de un cliente o desarrollador.
3. Los FPGA pueden incluir hasta 100,000 pequeños bloques lógicos. Por el contrario, los CPLD sólo pueden almacenar unos pocos miles de bloques lógicos.
4. FPGA es apropiado para aplicaciones complicadas. Por el contrario, CPLD es más adecuado para aplicaciones más sencillas.
5. FPGA tiene un mayor consumo de energía. Por el contrario, CPLD tiene un menor consumo de energía.
6. En términos de rendimiento, FPGA proporciona un rendimiento estable independiente del enrutamiento interno. Por el contrario, CPLD tiene un rendimiento impredecible que se basa en el enrutamiento.
7. El CPLD es equivalente al CAMARADA . Por otro lado, FPGA es similar a un Matriz de puertas .
8. FPGA es un chip lógico digital que se basa en RAM . Por el contrario, los CPLD son Basado en EEPROM .
9. FPGA se clasifica como de grano fino. Por el contrario, el CPLD es de grano grueso.
10. CPLD recibe más protección que FPGA porque tiene memoria no volátil.
11. Los retrasos en los CPLD son significativamente más predecibles que en los FPGA.

Comparación directa entre CPLD y FPGA

Aquí conocerá las comparaciones directas entre CPLD y FPGA. Las principales diferencias entre CPLD y FPGA son las siguientes:

Conclusión

Los FPGA ofrecen mayor complejidad y flexibilidad y características como RAM en chip, administración de reloj, operaciones DSP, multiplicadores, etc. Por otro lado, CPLD consume menos energía que FPGA, y es más probable que los dispositivos FPGA se usen con frecuencia en diseños donde se aplican los cambios. Por el contrario, los dispositivos CPLD se utilizan cuando se requiere una lógica de pegamento simple y cuando se necesitan circuitos de encendido instantáneo para la aplicación porque FPGA funciona inicialmente a una velocidad más lenta debido a la carga de la configuración desde la ROM externa.