CPLD与FPGA的差别

以下內容主要譯自大陸一IC設計討論區的文章，再經站長對本文稍做修飾而成...CPLDFPGA儘管FPGA和CPLD都是可編程ASIC元件，但由於FPGA和CPLD結構上的差異，彼此之間還是存在各自不同的特點：1.CPLD適合用來實現各種運算和組合邏輯(combinationallogic)，FPGA則是適用於實現循序邏輯(sequentiallogic)。換句話說，FPGA適合於觸發器(flip-flop)較多的結構，而CPLD則適合於觸發器有限而乘積項(productterm)較多的結構。2.CPLD的時間特性預估比FPGA容易。CPLD的連續式佈線(互聯)結構決定了它的時序延遲是均勻的和可預測的，而FPGA的分段式佈線結構使得其時間延遲的預測變的困難。同樣的理由也造成CPLD的速度比FPGA快，3.在編程上FPGA比CPLD具有更大的靈活性。CPLD透過修改具有固定內部連線電路的邏輯功能來編程，而FPGA主要是透過改變內部電路佈線來編程，也就是說：FPGA可在邏輯閘下編程，而CPLD是在邏輯塊下編程。4.FPGA的集成度比CPLD高，適合較複雜的佈線結構和邏輯實現，所以FPGA元間的可編程邏輯閘數比起CPLD大許多。5.CPLD使用上比FPGA方便。CPLD的編程採用E2PROM或Flash技術，使用時外部不需要另外的記憶儲存元件，而FPGA的編程採用SRAM技術，所以使用時外部需要搭配記憶儲存元件存放編程訊息(netlistfile)，使用方法較複雜。這特性進一步造成FPGA的保密特性較CPLD差；因為FPGA的電路編程資訊，另外儲存在外部的記憶元件中(EPROM/Flash)，電路資料容易被他人讀取，電路容易被複製。6.在編程方式上，CPLD主要是基於E2PROM或Flash儲存編程，可編程次數大於1萬次，優點是系統斷電時，編程訊息不會消失。FPGA大部分是基於SRAM編程，編程訊息會在系統斷電時消失，所以每次上電時系統都要重新將編程訊息從外部記憶裝置讀入FPGA中的SRAM，其優點是可編程次數不限，並且在開發過程中可以很方便的隨時更改編程。7.一般情況下，CPLD的功耗要比FPGA大，且集成度越高越明顯。隨著製程與電路設計技術的進步，實踐可編程元件的技術將逐漸整合CPLD與FPGA彼此所長，整合LookupTable與ProductTerm技術而成。MAX、Cyclone系列device的邏輯基本單元是LogicElement(LE)，以Look-UpTable(LUT)為基礎。Stratix系列device的邏輯基本單元是AdaptiveLogicModule(ALM)，對於有組合邏輯的設計有較好的performance。