FPGA ve CPLD Arasındaki Fark

İki tür programlanabilir mantık yongası, Sahada Programlanabilir Kapı Dizisi (FPGA) ve Karmaşık Programlanabilir Mantık Aygıtıdır (CPLD). İlki "ince taneli" bir cihazken, ikincisi daha büyük bloklara dayanmaktadır. Bu iki türün farklı güçlü ve zayıf yönleri vardır. FPGA'lar basit uygulamalar için daha iyiyken, CPLD'ler karmaşık algoritmalar için idealdir.

CPLD programlanabilir bir ASIC cihazıdır

Bir CPLD, bir makro hücreden oluşan programlanabilir bir IC cihazıdır. Makro hücre, kombinasyonel mantık işlevini tamamlayan AND dizileri ve flip-floplar içerir. AND dizisi, CPLD'nin çıkışı olan bir ürün terimi üretir. Ürün terim sayısı aynı zamanda CPLD'nin kapasitesinin bir göstergesidir. Benzer şekilde, bir AND-OR dizisi her kesişme noktasında programlanabilir bir sigortaya sahiptir.

CPLD'ler bir donanım tanımlama dili kullanılarak programlanabilir. Bu diller yazılım yazmak ve test etmek için kullanılabilir. Örneğin, bir mühendis bir CPLD için bir donanım tanımlama dili (HDL) yazabilir ve bu dil bir CPLD tarafından okunabilir. Kod daha sonra çipe indirilir. CPLD çipi daha sonra işlevsel olduğundan emin olmak için test edilir ve herhangi bir hata şematik diyagram veya donanım tanımlama dili revize edilerek düzeltilebilir. Sonunda prototip üretime gönderilebilir.

CPLD algoritmalar için daha uygundur

CPLD'ler, çok sayıda karmaşık algoritmayı uygulamak için tasarlanabilen büyük ölçekli entegre devrelerdir. CMOS EPROM ve EEPROM programlama teknolojilerinin bir kombinasyonunu kullanırlar ve yüksek yoğunlukları ve düşük güç tüketimleri ile karakterize edilirler. Yüksek yoğunluklu mimarileri, son derece yüksek hızlara ve yüksek yoğunluklu çalışmaya ulaşmalarını sağlar. CPLD'ler aynı zamanda çok sayıda dahili bileşenle son derece karmaşıktır.

CPLD'ler ayrıca FPGA'lardan daha hızlı ve daha öngörülebilirdir. Elektrikle silinebilir programlanabilir salt okunur bellek (EEPROM) kullanılarak yapılandırıldıkları için, bit akışını beslemek için harici bir uçucu olmayan bellek gerektiren FPGA'ların aksine, sistem açıldığında yonga üzerinde yapılandırılabilirler. Bu da CPLD'leri birçok uygulamada algoritmalar için FPGA'lardan daha uygun hale getirmektedir.

CPLD daha güvenlidir

FPGA'lar ve CPLD'ler arasında bazı temel farklar vardır. FPGA'lar programlanabilir mantıktan oluşurken, CPLD'ler daha esnek bir yapı kullanır. CPLD'ler daha az programlanabilir özelliğe sahiptir, ancak yine de programlanmaları daha kolaydır. CPLD'ler genellikle bir dizi makro hücreye sahip tek bir çip olarak inşa edilir. Her makro hücrenin karşılık gelen bir çıkış pini vardır.

İki çip türü arasındaki ilk önemli fark, saatlerin üretilme şeklidir. CPLD'ler tek bir harici saat kaynağı veya bir dizi benzersiz saat üreten yonga kullanabilir. Bu saatler tanımlanmış faz ilişkilerine sahiptir ve çip programlama performansını artırmak için kullanılabilir. Bir CPLD çeşitli şekillerde programlanabilir ve gerekirse tasarım birden çok kez değiştirilebilir.

CPLD'ler ayrıca daha düşük bir toplam sahip olma maliyetine sahiptir. Bu faktör onları daha ucuza üretilebilir hale getirmektedir. CPLD'ler birçok farklı uygulama için kullanılabilir. Örneğin, bir CPLD çok sayıda ayrık bileşen içerebilir, ancak aynı zamanda birden fazla programlanabilir mantık öğesi de içerebilir. Bu da esnekliği artırır.

CPLD daha ucuzdur

FPGA'ların belirli sınırlamaları olmasına rağmen bir CPLD, bir FPGA'dan daha uygun maliyetlidir. CPLD'lerin daha küçük boyutları nedeniyle devre deterministik değildir ve bu da zamanlama senaryolarını karmaşıklaştırabilir. Bununla birlikte, daha fazla esneklik ve güvenlik de dahil olmak üzere FPGA'larla ilişkili bir dizi avantaj vardır.

CPLD'ler, statik rastgele erişim belleğine dayanan FPGA'ların aksine, elektrikle silinebilir programlanabilir salt okunur bellek kullanılarak programlanabilir. Sonuç olarak, CPLD'ler sistem açılışı sırasında kendilerini yapılandırabilirken, FPGA'ların harici uçucu olmayan bellekten yeniden yapılandırılması gerekir. CPLD'ler ayrıca FPGA'lara göre daha fazla güç tasarrufu sağlar ve termal olarak daha verimlidir.

Bir CPLD, bir ara bağlantı matrisi ile birbirine bağlanan karmaşık programlanabilir mantık makro hücrelerinden oluşur. Bu matris yeniden yapılandırılabilir ve büyük ölçekli, yüksek hızlı mantık tasarımlarını destekleyebilir. Bir CPLD için tipik bir kullanım, sistem önyükleyicisi gibi FPGA'lar için bir yapılandırma belleğidir. Bir CPLD uçucu olmayan bir belleğe sahipken, FPGA'lar yapılandırmayı yüklemek için harici bellek kullanır.

CPLD zamanlama mantığı için daha uygundur

CPLD, birden fazla görevi yerine getirebilen entegre bir devredir. Esnekliği ve programlanabilirliği, mikro hücre başına çift mandal işlevi sağlayan Logic Doubling mimarisi ile geliştirilmiştir. Bu teknoloji, revizyonlar için geniş alana sahip daha küçük bir cihaz sağlar. CPLD'ler, birden fazla bağımsız geri bildirim, birden fazla yönlendirme kaynağı ve bireysel çıkış etkinleştirme dahil olmak üzere geleneksel bir CMOS'tan daha fazla işlev gerçekleştirebilir.

CPLD'ler harici yapılandırma belleğine ihtiyaç duymadıkları için geleneksel mantığa göre daha esnektir. FPGA'ların aksine CPLD'ler, sistem kapatıldığında bile yapılandırmayı koruyan uçucu olmayan bir bellek olan EEPROM kullanır.