可以毫不夸张的讲,FPGA/CPLD能完成任何数字器件的功能,上至高性能CPU,下至简单的74电路,都可以用FPGA/CPLD来实现。
FPGA/CPLD如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后,还可以利用FPGA/CPLD的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。
使用FPGA/CPLD来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少PCB面积,提高系统的可靠性。
FPGA/CPLD还可以做数字IC设计的前端验证,用这种方式可以很大程度上降低IC设计的成本。
FPGA/CPLD的这些优点使得FPGA/CPLD技术在90年代以后得到飞速的发展,同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言(HDL)的进步。
FPGA/CPLD有什么区别呢?
1)各个厂家叫法不尽相同:
PLD(Programmable Logic Device)是可编程逻辑器件的总称,早期多EEPROM工艺,基于乘积项(Product Term)结构。
FPGA (Field Programmable Gate Arry)是指现场可编程门阵列,最早由Xilinx公司发明。多为SRAM 工艺,基于查找表(Look Up Table)结构,要外挂配置用的EPROM。
Xilinx把SRAM工艺,要外挂配置用的EPROM的PLD叫FPGA,把Flash工艺(类似EEPROM工艺),乘积项结构的PLD叫CPLD;
Altera把自己的PLD产品:MAX系列(EEPROM工艺),FLEX/ACEX/APEX系列(SRAM工艺)都叫作CPLD,即复杂PLD(Complex PLD)。
由于FLEX/ACEX/APEX系列也是SRAM工艺,要外挂配置用的EPROM,用法和Xilinx的FPGA一样,所以很多人把Altera的FELX/ACEX/APEX系列产品也叫做FPGA.
2)结构上的主要区别
逻辑块的粒度不同
逻辑块指PLD 芯片中按结构划分的功能模块,它有相对独立的组合逻辑阵列,块间靠互连系统联系。FPGA 中的CLB 是逻辑块,其特点是粒度小,输入变量为4~8 ,输出为1~2 ,因而只是一个逻辑单元,每块芯片中有几十到近千个这样的单元。 CPLD中逻辑块粒度较大,通常有数十个输入端和一、二十个输出端,每块芯片只分成几块。 有些集成度较低的(如ATV2500) 则干脆不分块。 显然,如此粗大的分块结构使用时不如FPGA 灵活。