Nhiều người, đặc biệt là sinh viên và người mới bắt đầu, cảm thấy bối rối khi phải lựa chọn giữa FPGA và CPLD vì cả hai đều là chip logic kỹ thuật số nổi tiếng. Tuy nhiên, kiến trúc bên trong của chúng khác nhau ở nhiều thông số khác nhau.
FPGA so với CPLD
Sự khác biệt giữa FPGA và CPLD là FPGA (Field Programmable Gate Array) có kiến trúc phức tạp, được coi là hạt mịn, trong khi CPLD (Thiết kế logic lập trình phức hợp) có kiến trúc đơn giản hơn, được coi là hạt thô.
FPGA là một chip logic lập trình có kiến trúc hạt mịn và phức tạp. Nó dựa trên RAM. Nó dễ bay hơi, có nghĩa là nếu ngắt nguồn điện sẽ dẫn đến mất dữ liệu. Nó tương đối phù hợp hơn cho các ứng dụng phức tạp. Nó cũng tiêu thụ nhiều điện năng hơn. Nó cũng đắt hơn.
Mặt khác, CPLD được thiết kế với sự trợ giúp của EEPROM, và nó có kiến trúc hạt thô, đơn giản. Nó phù hợp hơn cho các ứng dụng đơn giản hơn. Nó không bay hơi, có nghĩa là nếu nguồn bị ngắt kết nối, nó sẽ không mất bất kỳ dữ liệu nào. Nó có xu hướng tiêu thụ ít điện năng hơn khi so sánh với FPGA.
Bảng so sánh giữa FPGA và CPLD
| Các thông số so sánh | FPGA | CPLD |
| Hình thức đầy đủ | Mảng cổng lập trình trường | Thiết kế logic lập trình phức tạp |
| Ngành kiến trúc | Lúa mạch tốt | Hạt thô |
| Tỉ trọng | Trung bình đến cao | Thấp đến trung bình |
| Sự tiêu thụ năng lượng | Cao | Trung bình |
| Phí tổn | Đắt | Rẻ |
| Dựa trên | RAM | EEPROM |
| Biến động | Nó có thể mất dữ liệu nếu nguồn điện nếu bị ngắt kết nối. | Việc ngắt kết nối nguồn sẽ không làm mất dữ liệu. |
| Tỷ lệ dép tông | Hơn | Ít hơn |
| Các ứng dụng | Tốt hơn cho các ứng dụng phức tạp | Tốt hơn cho các ứng dụng đơn giản hơn |
| Màn biểu diễn | Một hiệu suất có thể dự đoán được độc lập với vị trí và định tuyến nội bộ. | Hiệu suất phụ thuộc vào định tuyến. |
FPGA là gì?
FGPA là viết tắt của Field-Programmable Gate Array, là một chip logic có thể lập trình được. Nó có thể được lập trình để thực hiện các loại chức năng kỹ thuật số khác nhau. Nó là một mạch tích hợp được thiết kế đặc biệt để có thể cấu hình bởi khách hàng hoặc nhà thiết kế sau quá trình sản xuất.
Nó cung cấp một lượng lớn tài nguyên logic và các phần tử lưu trữ có thể giúp tạo ra các hệ thống phức tạp. Kiến trúc của nó được coi là tinh xảo. Điều này cho phép các chip có dung lượng logic cao hơn.
Nó được tạo thành từ 100.000 khối logic nhỏ và cũng bao gồm sự kết hợp của logic, flip-flop và bộ nhớ. Nó cao hơn ở mức đắt tiền nhưng có thể hợp lý hơn nếu bạn mua theo từng cửa khẩu.
Nó dựa trên RAM, có nghĩa là nó yêu cầu một số thủ tục đặc biệt. Để lập trình một thiết bị, trước tiên bạn phải mô tả ‘chức năng logic’ bằng máy tính. Điều này dẫn đến việc tạo ra một tệp nhị phân có thể được tải xuống FPGA.
FPGA sử dụng ROM bên ngoài để tải dữ liệu cấu hình và thiết lập kết cấu trước khi nó bắt đầu hoạt động. Điều này có nghĩa là sẽ có một khoảng thời gian trễ sau khi bạn khởi động nó và trước khi nó bắt đầu hoạt động.
Không dễ dàng dự đoán bất kỳ sự chậm trễ nào trong chương trình này. Nó cũng tiêu tốn nhiều điện năng hơn. Nó cũng tương đối kém an toàn hơn. Hiệu suất của nó phụ thuộc vào định tuyến đã được triển khai cho một ứng dụng cụ thể.
FPGA có xu hướng sử dụng lưu trữ cấu hình dựa trên SRAM. Nó có nghĩa là nó dễ bay hơi. Dữ liệu được lưu trong bộ nhớ có thể bị mất nếu nguồn điện bị ngắt.
CPLD là gì?
CPLD là viết tắt của Complex Programmable Logic Device. Nó là một mạch tích hợp có thể được sử dụng để thực hiện các hệ thống kỹ thuật số. Nó được thiết kế với sự trợ giúp của bộ nhớ chỉ đọc lập trình có thể xóa bằng điện, thường được gọi là EEPROM.
Kiến trúc của nó ít phức tạp hơn, điều này làm cho nó phù hợp hơn với các ứng dụng logic đơn giản. Nó chỉ có một vài khối logic, lên đến 100. Chúng là loại thiết bị thô.
Chúng không thay đổi, có nghĩa là dữ liệu của chúng sẽ không bị mất nếu nguồn điện bị ngắt. Chúng rẻ hơn FPGA và cung cấp thời lượng đầu vào đầu ra nhanh hơn. Điều này là do kiến trúc đơn giản của họ.
CPLD bắt đầu ngay sau khi bạn khởi động chúng. Sự chậm trễ có thể dự đoán được và việc phân tích thời gian dễ dàng hơn. Điều này là do chúng đơn giản hơn và số lượng kết nối ít hơn. Chúng cũng có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn.
Chúng được coi là an toàn hơn vì thiết kế lưu trữ được tích hợp trong bộ nhớ không bay hơi. Hiệu suất của nó có thể dự đoán được và không phụ thuộc vào việc đặt và định tuyến nội bộ. Nó phù hợp cho các thiết kế mật độ thấp đến trung bình.
Nó chỉ có thể được lập trình lại một số lần giới hạn. Nó cung cấp tài nguyên logic tối thiểu. Chúng phù hợp hơn trong các thiết kế cổng nhỏ.
Sự khác biệt chính giữa FPGA và CPLD
Sự kết luận
Cả FPGA và CPLD đều là những chip logic kỹ thuật số tuyệt vời, phổ biến. Chúng được phát triển để đạt được mật độ và tốc độ mạch, có thể tương tự như ASIC nhưng có thời gian quay vòng ngắn hơn. FPGA cung cấp các tài nguyên logic phong phú, trong khi CPLD đơn giản và chứa một số lượng nhỏ hơn các kết nối.
FPGA phù hợp hơn cho các ứng dụng phức tạp vì nó có cấu trúc hạt mịn và phức tạp, trong khi CPLD phù hợp hơn cho các ứng dụng đơn giản hơn vì nó có cấu trúc hạt thô và đơn giản.
Người giới thiệu
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/500200
- https://books.google.co.in/books? 20and% 20cpld & f = false
