FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别

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一文看懂fpga和单片机的区别

一文看懂fpga和单片机的区别

一文看懂fpga和单片机的区别fpga简介FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

fpga工作原理FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。

现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件,与传统逻辑电路和门阵列(如PAL,GAL及CPLD器件)相比,FPGA具有不同的结构。

FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑,每个查找表连接到一个D触发器的输入端,触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块,这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。

FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的,存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式,并最终决定了FPGA所能实现的功能,FPGA允许无限次的编程。

fpga特点1)采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。

2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

5)FPGA采用高速CMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。

单片机简介单片机,全称为单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),又称微控制器(Microcontroller),是把中央处理器、存储器、定时/计数器(Timer/Counter)、各种输入。

(完整版)什么是FPGA

(完整版)什么是FPGA
单片机提供各种接口来对整体进行控制,相当一个总调度,当然,简单的功能一片CPU独立工作也就完成了。原来的51系列就是一堆IO口,后来慢慢的把常用的PWM,AD之类的功能加入了单片机。主要包括用了无数年仍然牛逼各大学必教的51系列,还有AVR,PIC,ARM,HOTEK……其实ARM9以后,已经说不清ARM算哪类了,目前的架构来看,更接近DSP。
3、DSP实际应该称为DSPs,即用于DSP处理的专用芯片。跟普通计算机的区别一方面是他是哈佛结构的,也就是数据和程序空间分开(普通计算机是冯诺依曼结构)。另一方面他有流水线结构,不过现在其他也有了,见贤思齐。再一方面他有专用的硬件算法电路,用以完成DSP运算,比如最基本的乘法累加。上过DSP的就知道,蝶形算法FFT什么的,拆成最基本单元就是乘法累加,把这部分加速了,整体性能就有非常大的提高。DSP对于流媒体的处理能力远远的优于通用CPU。所以你看现在手机CPU,至少语音部分都是用DSP的。后来DSP概念也复杂化,各家都把一个控制核心整合到DSP里面,比如现在的智能手机芯片。可以看一下高通或者TI的片,基本是一个ARM核控制整体运算,一个DSP处理语音编解码,一个GPU负责图像运算,一个基带和天线处理模块负责通信,再加一些七七八八的东东比如GPS模块什么的。
2.单片机、某一项功能开发的专用集成芯片,集成度很低,成本很低,可是够用了。后来ASIC发展了一些,称为半定制专用集成电路,相对来说更接近FPGA,甚至在某些地方,ASIC就是个大概念,FPGA属于ASIC之下的一部分。
2、FPGA基本就是高端的CPLD,数字电路。这种器件是用逻辑门来表述性能的。本身他就是一堆的逻辑门,与非门、或非门、触发器(可以用与非门形成吧)等基本数字器件,编程决定了有多少器件被使用以及它们之间的连接。通过硬件描述语言把它转成电路连接,从最基本的逻辑门层面上连接成电路(参见数字电路书上那些全加器触发器什么的)。应该说,虽然看起来像一块CPU,其实是完全硬件实现的。它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA在抗干扰,速度上有很大优势。

DSP FPGA和CPLD

DSP FPGA和CPLD

1、FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

2、CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件,是从PAL和GAL器件发展出来的器件,相对而言规模大,结构复杂,属于大规模集成电路范围。

是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。

其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。

3、FPGA和CPLD的区别:①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。

换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。

②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA 的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。

③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。

CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。

④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。

CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH 技术,无需外部存储器芯片,使用简单。

而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。

⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。

这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

一文带你了解CPLD、FPGA、DSP之间的区别与联系

一文带你了解CPLD、FPGA、DSP之间的区别与联系

一文带你了解CPLD、FPGA、DSP之间的区别与联系ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。

ARM也是单片机。

ARM 架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器,基本是32位单片机的行业标准,它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案,四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。

由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行。

目前ARM在手持设备市场占有90以上的份额,可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间,也降低了研发费用。

DSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。

一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。

DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。

也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度。

另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。

由于它运算能力很强,速度很快,体积很小,而且采用软件编程具有高度的灵活性,因此为从事各种复杂的应用。

FPGA和CPLD的区别

FPGA和CPLD的区别

1、FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

2、CPLD(Complex Programmable Logic Device),即复杂可编程逻辑器件,是从PAL 和GAL器件发展出来的器件,相对而言规模大,结构复杂,属于大规模集成电路范围。

是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。

其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。

3、FPGA和CPLD的区别:①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。

换句话说,FPGA 更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。

②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。

③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。

CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。

④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。

CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。

而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。

⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。

这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

ARM,DSP,FPGA,CPLD,SOPC,SOC的区别 FPGA与CPLD的区别详解

ARM,DSP,FPGA,CPLD,SOPC,SOC的区别 FPGA与CPLD的区别详解

ARM,DSP,FPGA,CPLD,SOPC,SOC的区别FPGA与CPLD的区别详解ARM,DSP,FPGA,CPLD,SOPC,SOC之间有什么区别和联系arm是一种嵌入式芯片,比单片机功能强,可以针对需要增加外设。

类似于通用cpu,但是不包括桌面计算机。

DSP主要用来计算,计算功能很强悍,一般嵌入式芯片用来控制,而DSP用来计算,譬如一般手机有一个arm芯片,主要用来跑界面,应用程序,DSP可能有两个,adsp,mdsp,或一个,主要是加密解密,调制解调等。

FPGA和CPLD都是可编程逻辑器件,都可以用VHDL或verilog HDL来编程,一般CPLD使用乘积项技术,粒度粗些;FPGA使用查找表技术,粒度细些,适用触发器较多的逻辑。

其实多数时候都忽略它们的差异,一般在设计ASIC芯片时要用FPGA验证,然后再把VHDL等程序映射为固定的版图,制作ASIC芯片,在设计VHDL程序时,有可能要使用C仿真。

SOC就是单片系统,主要是器件太多设计复杂,成本高,可靠性差等缺点,所以单片系统是一个发展趋势。

SOPC就是可编程芯片系统,就是可以用FPGA/CPLD实现一个单片系统,譬如altera 的Nios软核处理器嵌入到StraTIx中。

ARM、DSP、FPGA的异同点ARM (AdvancedRISCMachines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。

ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器,基本是32位单片机的行业标准,它提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案,四个功能模块可供生产厂商根据不同用户的要求来配置生产。

由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行。

目前ARM在手持设备市场占有90以上的份额,可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间,也降低了研发费用。

DSP (digitalsignalprocessor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。

单片机和PLD,FPGA在原理和用途上有什么区别

单片机和PLD,FPGA在原理和用途上有什么区别
lerUnit)中文名称为多点控制单元,又称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer),是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。 MCU按其存储器类型可分为MASK(掩模)ROM、OTP(一次性可编程)ROM、FLASHROM等类型。MASKROM的MCU价格便宜,但程序在出厂时已经固化,适合程序固定不变的应用场合;FALSHROM的MCU程序可以反复擦写,灵活性很强,但价格较高,适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途;OTPROM的MCU价格介于前两者之间,同时又拥有一次性可编程能力,适合既要求一定灵活性,又要求低成本的应用场合,尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。
PLD是Programmable Logic Device(可编程逻辑器件)的缩写,是一种集成电路。电子工程师可以使用PLD来实现组合逻辑以及时序逻辑。PLD市场有两个主要部分:CPLD和FPGA,分别代表两种截然不同的芯片结构。
FPGA是Field Programmable Gate Array(现场可编程门阵列)的缩写,代表的是一种可编程逻辑器件,它可以在制造完成后由用户根据自己的需要定义其逻辑功能。FPGA包含了一个逻辑单元(可以是门,也可以是查找表RAM)的阵列、触发器以及可编程的互连线。除此之外,现在的一些大规模FPGA还包含了片内RAM、嵌入式CPU、高速收发器等资源。FPGA 的显著特点是有一个窄输入的逻辑单元,使用分布式互连方案,相对于传统的诸如PAL和PLA之类的可编程逻辑器件来说,FPGA的设计更加灵活。

CPLD和FPGA的区别

CPLD和FPGA的区别

《CPLD和FPGA的区别》1).两者的区别:最大的区别,就是CPLD进行一次下载编程(写入操作)后,其逻辑门组合方式就保存下来,不管什么时候断电,通电,他都可以执行上一次的逻辑功能。

FPGA不能保存上次逻辑功能,断电后,FPGA就失去所有配置。

因此FPGA通常需要带一块配置芯片,在通电后,对FPGA进行重新配置,恢复功能(重配置需要时间,CPLD通电后,马上就可以执行相应逻辑)。

CPLD的擦写次数非常有限,经过100~1000次左右的反复擦写就报废了。

而FPGA可以反复擦写无限次(当然,实际上是有限的。

但是在通常使用中,就算你反复擦写,大概你挂了,它还没有挂)。

FPG的配置芯片擦写次数有限,而且常常只能烧写一次(OTP)。

CPLD的容量一般比较小,FPGA容量很大。

综合上面所有的情况,结论是这样的,你在学习阶段,或者开发阶段,最好使用FPGA,因为可以反复擦写,不对马上重新烧写。

只要不断电,你烧写下去的逻辑功能是一直可用的。

定型后可以使用CPLD,可以免去FPGA。

但是当你的配置容量非常大的时候,CPLD装不下,你又必须采用FPGA了,这个时候,在最后成品上需要加配置芯片(当然也用单片机模拟配置芯片,具体这个地方不介绍)。

市面上尤其是学校里面可以看到Xilinx公司或者Altera公司各种不同的开发板,其实只有两个大类,CPLD开发板和FPGA开发板。

尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点:①CPLD更适合完成各种组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。

换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。

②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。

③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。

CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。

CPLD与FPGA的区别

CPLD与FPGA的区别

FPGA与CPLD的区别
FPGA器件含有丰富的触发器资源,易于实 现时序逻辑,如果要求实现较复杂的组合 电路则需要几个LUT结合起来实现。
CPLD的与或阵列结构,使其适于实现大规 模的组合功能,但触发器资源相对较少。
FPGA与CPLD的区别
FPGA为细粒度结构。FPGA内部有丰富连 线资源,LAB分块较小,芯片的利用率较 高。 CPLD为粗粒度结构。CPLD的宏单元的与 或阵列较大,通常不能完全被应用,且宏 单元之间主要通过高速数据通道连接,其 容量有限,限制了器件的灵活布线。 因此CPLD利用率较FPGA器件低。
CPLD与FPGA的类似Байду номын сангаас处
CPLD与FPGA在很大程度上具有类似之处,概括起来, 可以认为它们都是由以下三部分共同组成: (1)输入/输出单元。 (2)二维逻辑块阵列,是PLD器件的逻辑组成的核心 (3)用于连接逻辑块的互连资源,其中可以是各种长度的 连线线段,也可以是一些可编程的连接开关,通常用来 连接逻辑块之间、逻辑块与输入/输出块之间的连线。 对用户而言,CPLD与FPGA的内部结构虽有不同,但使 用方法基本一样。所以在多数情况下无需加以区分。
FPGA的基本特点
采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产, 就能得到合用的芯片; FPGA可做其他全定制或半定制ASIC电路的中试 样片; FPGA内部有丰富的触发器和I\O引脚; FPGA是ASIC电路设计周期最短、开发费用最低、 风险最小的器件之一; FPGA采用高速CHMOS工艺、功耗低,可以与 CMOS、TTL电平兼容。
CPLD与FPGA的区别
CPLD
内部结构 Product-term
FPGA
Look-up Table

sopc.cpld.fpga.soc区别与联系

sopc.cpld.fpga.soc区别与联系

SOC,SOPC,FPGA,CPLD,ASIC区别和联系(2008-06-26 14:10:59)转载标签:分类:学习杂谈SOC,SOPC,FPGA,CPLD,ASIC区别和联系sopc在二○世纪九十年度末,可编程逻辑器件(PLD)的复杂度已经能够在单个可编程器件内实现整个系统。

完整的单芯片系统(SOC)概念是指在一个芯片中实现用户定义的系统,它通常暗指包括片内存储器和外设的微处理器。

最初宣称真正的SOC――或可编程单芯片系统(SOPC)――能够提供基于PLD的处理器。

在2000年,Altera发布了Nios处理器,这是Altera Excalibur嵌入处理器计划中第一个产品,它成为业界第一款为可编程逻辑优化的可配置处理器。

本文阐述开发Nios处理器设计环境的过程和涉及的决策,以及它如何演化为一种SOPC工具。

FPGA是英文Field-Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,是专用集成电路(ASIC)中集成度最高的一种,用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置,以实现用户的逻辑,因而也被用于对CPU的模拟。

用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中,通过上电加载到FPGA中,对其进行初始化。

也可在线对其编程,实现系统在线重构,这一特性可以构建一个根据计算任务不同而实时定制的CPUnios就是基于sopc技术的fpga实现的软核处理器quartus就是fpga的集成开发环境ASIC(Application Specific Intergrated Circuits)即专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。

目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA (现场可编程逻辑阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一,它们的共性是都具有用户现场可编程特性,都支持边界扫描技术,但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。

DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别

DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别

DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别1,单片机小型电脑处理器,最小可以到8个脚,价格便宜,最便宜2块钱2,PLC可变逻辑控制器,主要用在工业控制,里面是类似一个加强的单片机。

对输入输出均有做处理(抗干扰能力、带负载能力都增强)。

例如抗干扰,增加带负载驱动能力3,DSP 数字信号处理芯片,这个用途可做信号处理,例如图像处理,数据采集处理,它比单片要快很多,比单片机功能要强大4,FPGA、CPLD可变逻辑控制,这个做逻辑处理控制,小型的CPLD是没有中央处理器的,大型可以嵌入系统,功能在单片机之上,适合做大型的数据处理,逻辑控制。

其价格不便宜。

但是他和单片机有本质的区别。

例如单片机有内嵌外设AD,DA转换等,CPLD则需要通过控制其他外设IC。

要想诠释清楚,也非三言两语能道明,还是多看看书本吧学习可以以单片机为先,其次是FPGA,CPLD,DSP。

PLC比较简单,学会前面后面只要了解一周一般都会了一家之言,欢迎指证:DSP:数字信号处理器,处理器采用哈弗结构,工作频率较高,能大幅度提高数字信号处理算法的执行效率。

MCU:微控制器,主要用于控制系统,工作频率一般来说比DSP低,硬件上具有多个IO 端口,同时也集成了多个外设,主要是便于在控制系统中的应用。

至于ARM处理器,个人认为是MCU的高级版本,ARM本身只是一个内核,目前已经有多个版本。

CPLD:复杂可编程逻辑器件FPGA:现场可编程门阵列后两者都是可编程器件,CPLD目前一半采用FLASH技术,而FPGA采用SRAM技术,这就决定了FPGA需要采用特定的配置技术。

同时FPGA的规模要比CPLD大得多,但CPLD应用起来相对要简单的多。

DSP主要用做运算,如语音,图像等信号的运算处理,但基本不用做控制。

MCU,FPGA,ARM主要用做控制,MCU低价低功耗,但门限很少,结构简单,不能实现复杂控制。

ARM控制能力较强,但运算能力相对较弱。

CPLD,FPGA有何不同

CPLD,FPGA有何不同

1、PLD,CPLD,FPGA有何不同? TOP答:不同厂家的叫法不尽相同,PLD是可编程逻辑器件的总称,早期多EEPROM工艺,基于乘积项结构。

FPGA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、乘积项结构的PLD叫CPLD;Altera把自己的PLD产品:MAX系列,FLEX/ACEX/APEX系列都叫作CPLD,即复杂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、NiosII嵌入式处理器是一个什么样的处理器?与其他相比具有哪些功能? TOP答:1)Nios II嵌入式处理器是一个用户可配置的通用RISC嵌入式处理器。

它的易用性和灵活性使它成为世界上最流行的嵌入式处理器之一。

2)Cyclone II FPGA系列是价格极其敏感应用的正确选择,因为其提供了与所有其他成本优化FPGA系列相比最低的单LE价格。

每个Cyclone II器件都被设计拥有一套最佳的功能,包括:● 多达68,416 LE用于高密度应用多达1.1兆比特的嵌入式处理器用于通用存储● 多达150个18x18 嵌入式处理器用于低成本数字信号处理(DSP)应用● 专用外部存储器接口电路用以连接DDR2、DDR和SDR SDRAM以及QDRII SRAM存储器件● 最多4个嵌入式PLL,用于片内和片外系统时钟管理● 支持单端I/O标准用于64-bit/66-MHz PCI和64-bit/100-MHz PCI-X (模式1)协议● 具有差分I/O信号,支持RSDS、mini-LVDS、LVPECL和LVDS,数据速率接收端最高达805兆比特每秒(Mbps),发送端最高622Mbps ● 对安全敏感应用进行自动CRC检测● 具有支持完全定制Nios? II嵌入式处理器● 采用串行配置器件的低成本配置解决方案● 可通过Quartus II软件的OpenCore Plus评估功能进行免费的IP功能评估● Quartus II网络版软件提供免费软件支持。

1-3.CPLD与FPGA

1-3.CPLD与FPGA

PLD将以下面的方式来实现组合逻辑f
说明见备注
PLD原理总结-1
前面的电路是一个很简单的例子,只需要 一个宏单元就可以完成。 对于一个复杂的电路,一个宏单元是不能 实现的,这时就需要通过并联扩展项和共 享扩展项将多个宏单元相连,宏单元的输 出也可以连接到可编程连线阵列,再做为 另一个宏单元的输入。
查找表的实质-1
查找表(Look-Up-Table)简称为LUT,LUT 本质上就是一个RAM。 目前FPGA中多使用4输入的LUT,所以每 一个LUT可以看成一个有4位地址线的16x1 的RAM。

查找表的实质-2
当用户通过原理图或HDL语言描述了一个 逻辑电路以后,开发软件会自动计算逻辑 电路的所有可能的结果,并把结果事先写 入RAM。 这样,每输入一个信号进行逻辑运算就等 于输入一个地址进行查表,找出地址对应 的内容,然后输出即可。
相关说明-2

“可编程ASIC”是错误的说法
ASIC是专用集成电路
,通常都不可编程。
CPLD与FPGA的一般不同就在于其结构和 配置方式
CPLD掉电后,仍能保存着原有数据不丢失;
FPGA需要给予稳定的电源,否则掉电后又需
重新配置(编程)。
CPLD/FPGA厂商概 述
CPLD/FPGA厂商概述

PLD原理总结-2

这种基于乘积项的PLD基本都是由 EEPROM和Flash工艺制造的,一上电就可 以工作,无需其他芯片配合。
FPGA原理
基于查找表结构的FPGA原理

采用这种结构的PLD芯片我们也可以称之为 FPGA:如Altera的ACEX,APEX系列, Xilinx的Spartan,Virtex系列等。

单片机、 PLC、 DSP、 嵌入式系统、FPGA、CPLD、VHDL、Verilog HDL、ARM...

单片机、 PLC、 DSP、 嵌入式系统、FPGA、CPLD、VHDL、Verilog HDL、ARM...

谁能全面的给我讲一下,单片机\PLC\DSP\嵌入式系统\PC机(不是电脑)的区别和联系悬赏分:0 - 解决时间:2007-8-31 14:05有那位高手能全面的给我讲一下,单片机\PLC\DSP\嵌入式系统\PC机(不是电脑)的区别和联系?在下不胜感激!~!提问者:飞翔的天空_ - 二级最佳答案先说单片机(我是搞这个的):就是一个带有小型CPU的一个芯片,先在已经加了很多的RAM (相当与电脑的内存)FLASH(相当与电脑的硬盘),他可以实现一些小型的智能控制。

比如说银行的自动感应门。

有的就是用单片机设计的。

在家用电器中也有很多,他的应用范围那时相当的很广。

系列也分很多。

特点;灵活性那时相当高!PLC:即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

(你在百度上面打上PLC,然后搜索百科类的那的很详细。

我就不废话了)说明的是PLC其实也是单片机做的,只是特殊的单片机专用的一类芯片),主要特点;稳定性高。

缺点:价格高;DSP:类似与单片机,但是不同,他的运算速度是相当的快呀!主要用与速度的运算,压缩,解码,编码,等大量数据处理的场合。

前景很好。

嘿嘿!特点:运算速度快!嵌入式系统:说明的范围就更大了。

上面说的总的来说就是嵌入式系统,或者说其中的一部分。

想你电脑的打印机,一些外设都可以叫嵌入世系统。

但是现在说嵌入式系统一般会联想到ARM芯片。

这是一个32位的“单片机”,我一直这么叫他。

嘿嘿!内核设计的很经典,现在用他的学习他的人很多。

价格也在岁时间的推移慢慢降低,据说现在最低的在$1左右。

PC机:这个东西一般说的是个人电脑,我不是很清楚不是个人电脑的其他解释,只知道在PLC起初的时候也叫PC 单为了和个人电脑区别,该成PLC的了。

PLC是产品级的,就是一个盒子似的,外面有很多的接线口,可编程。

直接使用的。

一般用在工业上。

单片机和DSP ARM都是芯片级的。

单片机 FPGA DSP ASIC区别

单片机 FPGA DSP ASIC区别

单片机、FPGA、DSP、ASIC的区别1、ASIC原本就是专门为某一项功能开发的专用集成芯片,集成度很低,成本很低,可是够用了。

后来ASIC发展了一些,称为半定制专用集成电路,相对来说更接近FPGA,甚至在某些地方,ASIC就是个大概念,FPGA属于ASIC之下的一部分。

2、FPGA基本就是高端的CPLD,数字电路。

这种器件是用逻辑门来表述性能的。

本身他就是一堆的逻辑门,与非门、或非门、触发器(可以用与非门形成吧)等基本数字器件,编程决定了有多少器件被使用以及它们之间的连接。

通过硬件描述语言把它转成电路连接,从最基本的逻辑门层面上连接成电路(参见数字电路书上那些全加器触发器什么的)。

应该说,虽然看起来像一块CPU,其实是完全硬件实现的。

它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA 在抗干扰,速度上有很大优势。

后来因为写代码麻烦,对控制部分比较薄弱,本来跟其他CPU配合使用,即麻烦的算法CPU提交给FPGA,FPGA算完把结果再返回给CPU。

可是这样外围电路就变得麻烦。

于是提出了SOC设计方法,就是直接在FPGA里写一个CPU出来,既然FPGA万能,做个CPU自然毫无压力。

这其中还有软核和硬核的区别,不过除了性能,使用方法大同小异。

所谓IP核,就是把各种专用集成电路用硬件描述语言描述,然后烧到FPGA里形成专门的电路,这样就不必另外搭芯片了,所有的电路在一片FPGA里面形成。

3、DSP实际应该称为DSPs,即用于DSP处理的专用芯片。

跟普通计算机的区别一方面是他是哈佛结构的,也就是数据和程序空间分开(普通计算机是冯诺依曼结构)。

另一方面他有流水线结构,不过现在其他也有了,见贤思齐。

再一方面他有专用的硬件算法电路,用以完成DSP运算,比如最基本的乘法累加。

比较DSP、CPLD、FPGA的特点

比较DSP、CPLD、FPGA的特点

比较DSP、CPLD、FPGA的特点一、DSPDSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,源源超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。

DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器具,其主机应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

根据数字信号处理的要求,DSP 芯片一般具有如下主要特点:(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法;(2)程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;(3)片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;(5)快速的中断处理和硬件I/O支持;(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器;(7)可以并行执行多个操作;(8)支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

二、CPLDCPLD(Complex Programmable Logic Device)是Complex PLD的简称,一种较PLD为复杂的逻辑元件。

CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。

其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。

发展历史及应用领域:20世纪70年代,最早的可编程逻辑器件--PLD诞生了。

其输出结构是可编程的逻辑宏单元,因为它的硬件结构设计可由软件完成(相当于房子盖好后人工设计局部室内结构),因而它的设计比纯硬件的数字电路具有很强的灵活性,但其过于简单的结构也使它们只能实现规模较小的电路。

谈ASIC_FPGA_CPLD的区别与发展.pdf

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第16卷第6期重庆职业技术学院学报Vol.16No.62007年11月JournalofChongqingVocational&TechnicalInstituteNov.20071引言可编程逻辑器件(ProgrammableLogicDevice,PLD)给数字系统的设计带来了革命性的变化。

它的影响丝毫不亚于20世纪70年代单片机的发明和使用,PLD能完成任何数字器件的功能,上至CPU,下至简单的74电路。

PLD如同一张白纸,可通过原理图输入法或硬件描述语言,或两者混合自由的设计一个数字系统。

使用PLD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。

PLD的这些优点使得PLD技术从20世纪90年代以后得到飞速的发展,成为电子设计领域中最具有活力和发展前途的一项技术。

2ASIC、FPGA/CPLD的区别2.1ASIC定义及设计分类ASIC(ApplicationSpecificIntergratedCircuits)即专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。

目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA(现场可编程逻辑门阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一,它们的共性是都具有用户现场可编程特性,都支持边界扫描技术,但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。

ASIC的特点是面向特定用户的需求,品种多、批量少,要求设计和生产周期短,它作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物,与通用集成电路相比具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可靠性高、性能高、保密性增强、成本降低等优点。

ASIC设计主要有全定制(fullcustom)设计方法和半定制(semi-custom)设计方法。

半定制设计又可分为门阵列设计、标准单元设计、可编程逻辑设计,等等。

全定制方法是完全由设计师根据工艺,以尽可能高的速度和尽可能小的面积以及完全满意的封装、独立地进行芯片设计。

单片机、DSP、PLC、CPLD、FPGA、嵌入式的区别

单片机、DSP、PLC、CPLD、FPGA、嵌入式的区别

81632DSP:数字信号处理器,处理器采用哈弗结构,工作频率较高,能大幅度提高数字信号处理算法的执行效率。

MCU:微控制器,主要用于控制系统,工作频率一般来说比DSP低,硬件上具有多个IO 端口,同时也集成了多个外设,主要是便于在控制系统中的应用。

至于ARM处理器,个人认为是MCU的高级版本,ARM本身只是一个内核,目前已经有多个版本。

CPLD:复杂可编程逻辑器件FPGA:现场可编程门阵列后两者都是可编程器件,CPLD目前一半采用FLASH技术,而FPGA采用SRAM技术,这就决定了FPGA需要采用特定的配置技术。

同时FPGA的规模要比CPLD大得多,但CPLD应用起来相对要简单的多单片机单片机是集成了CPU ,ROM ,RAM 和I/ O 口的微型计算机。

它有很强的接口性能,非常适合于工业控制,因此又叫微控制器(MCU) 。

它与通用处理器不同,它是以工业测控对象、环境、接口等特点出发,向着增强控制功能,提高工业环境下的可靠性、灵活方便地构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。

所以,单片机有着自己的特点。

品种齐全,型号多样自从INTEL 推出51 系列单片机,许多公司对它做出改进,发展成为增强型51 系列,而且新的单片机类型也不断涌现。

如MOTOROLA 和PHIL IPS 均有几十个系列,几百种产品。

CPU 从8 ,16 ,32 到64 位,多采用RISC 技术,片上I/O 非常丰富,有的单片机集成有A/ D ,“看门狗”,PWM ,显示驱动,函数发生器,键盘控制等,它们的价格也高低不等,这样极大地满足了开发者的选择自由。

低电压和低功耗随着超大规模集成电路的发展,NMOS 工艺单片机被CMOS代替,并开始向HMOS 过渡。

供电电压由5V 降到3V ,2V 甚至到1V ,工作电流由mA 降至μA ,这在便携式产品中大有用武之地。

DSP 芯片DSP 又叫数字信号处理器。

顾名思义,DSP 主要用于数字信号处理领域,非常适合高密度,重复运算及大数据容量的信号处理。

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1. FPGA
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合与布局,快速的烧录至FPGA 上进行测试,是现代IC设计验证的技术主流。

这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。

在大多数的FPGA里面,这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop)或者其他更加完整的记忆块。

系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。

一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

什么是FPGA?
简单来说,FPGA就是“可反复编程的逻辑器件”。

FPGA取自
Field Programmable Gate Array的首个字母,代表现场(Field)可编程(Programmable)逻辑阵列(Gate Array)。

由于在产品发售后您仍然可以对产品设计作出修改,因此我们可以顺利地对产品进行更新以及针对新的协议标准作出相应改进。

相对于对售后产品设计无法进行修改的ASIC和ASSP来说,这是FPGA特有的一个优势。

由于FPGA 可编程的灵活性以及近年来科技的快速发展,FPGA也正向高集成,高性能,低功耗,低价格的方向发展,并具备了与ASIC和ASSP 同等的性能,被广泛地使用在各行各业的电子及通信设备里。

FPGA与CPLD的区别
尽管很多人听说过CPLD,但是关于CPLD与FPGA之间的区别,了解的人可能不是很多。

虽然FPGA与CPLD都是“可反复编程的逻辑器件”,但是在技术上却有一些差异。

简单地说,FPGA就是将CPLD的电路规模,功能,性能等方面强化之后的产物。

一般而言,CPLD与FPGA之间的区别的如下所示(当然也有例外)。

FPGA的应用
那么在哪些产品中可以采用FPGA呢?
如下图所示,FPGA被广泛地使用在通讯基站、大型路由器等高端网络设备,以及显示器(电视)、投影仪等日常家用电器里。

FPGA已经从最早的只应用于辅助功能以及胶合逻辑(连接各种功能块以及集成电路的逻辑电路)的简单器件,发展到现今众多产品的核心器件。

FPGA的优势:
FPGA最大的优势特点就是能够缩短开发所需时间。

换句话说,通过使用FPGA,设计人员可以有效地利用每一分钟进行开发。

例如,在开发过程中使用FPGA与否,可以导致开发时间上1/2 ~1/3的差别。

这使得FPGA成为实现“少量多品种”以及“产品周期短”市场不可缺少的器件之一。

此外,我们将列举出FPGA其他的优势特点。

设计流程
FPGA的设计流程可分为几个主要步骤,因此您可能会问“难道每个步骤都要学习不同的设计软件吗?”,答案是不需要。

FPGA所有的项目开发都能够在同一个FPGA设计软件中完成。

并且设计软件还具备许多便利的功能,自动执行设计过程中所需要的设定。

注:FIFO(First Input First Output),先入先出队列
原理:FIFO队列不对报文进行分类,当报文进入接口的速度大于接口能发送的速度时,FIFO按报文到达接口的先后顺序让报文进入队列,同时,FIFO在队列的出口让报文按进队的顺序出队,先进的报文将先出队,后进的报文将后出队。

FIFO一般用于不同时钟域之间的数据传输,比如FIFO的一端是AD数据采集,另一端
是计算机的PCI总线,假设其AD采集的速率为16位 100K SPS,那么每秒的数据量为100K ×16bit=1.6Mbps,而PCI总线的速度为33MHz,总线宽度32bit,其最大传输速率为1056Mbps,在两个不同的时钟域间就可以采用FIFO来作为数据缓冲。

另外对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO,例如单片机为8位数据输出,而DSP可能是16位数据输入,在单片机与DSP 连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。

重要参数:
FIFO的宽度(THE WIDTH),指FIFO一次读写操作的数据位,就像MCU有8位和16位,ARM32位等等,FIFO的宽度在单片成品IC中是固定的,也有可选择的,如果用FPGA自己实现一个FIFO,其数据位,也就是宽度是可以自己定义的。

FIFO的深度(THE DEEPTH),指FIFO可以存储多少个N位的数据(若宽度为N)。

如一个
8位的FIFO,若深度为8,它可以存储8个8位的数据,深度为12 ,就可以存储12个8
位的数据,FIFO的深度可大可小,FIFO深度的计算并无一个固定的公式。

在FIFO实际工作中,其数据的满/空标志可以控制数据的继续写入或读出。

在一个具体的应用中不可能由一些参数精确算出所需的FIFO深度为多少,这在写速度大于读速度的理想状态下是可行的,但在实际中用到的FIFO深度往往要大于计算值。

一般来说根据电路的具体情况,在兼顾系统性能和FIFO成本的情况下估算一个大概的宽度和深度。

而对于写速度慢于读速度的应用,FIFO的深度要根据读出的数据结构和读出数据由那些具体的要求来确定。

满标志:FIFO已满或将要满时由FIFO的状态电路送出的一个信号,以阻止FIFO的写操作继续向FIFO中写数据而造成溢出(overflow)。

空标志:FIFO已空或将要空时由FIFO的状态电路送出的一个信号,以阻止FIFO的读操作继续从FIFO中读出数据而造成无效数据的读出(underflow)。

读时钟:读操作所遵循的时钟,在每个时钟沿来临时读数据。

写时钟:写操作所遵循的时钟,在每个时钟沿来临时写数据。

读指针:指向下一个读出地址。

读完后自动加1。

写指针:指向下一个要写入的地址的,写完自动加1。

读写指针其实就是读写的地址,只不过这个地址不能任意选择,而是连续的。

FIFO分类:根据FIFO工作的时钟域,可以将FIFO分为同步FIFO和异步FIFO。

同步FIFO 是指读时钟和写时钟为同一个时钟,在时钟沿来临时同时发生读写操作。

异步FIFO是指读写时钟不一致,读写时钟是互相独立的。

FIFO设计难点:产生可靠的FIFO读写指针和生成FIFO“空”/“满”状态标志。

FIFO设计的难点在于怎样判断FIFO的空/满状态。

为了保证数据正确的写入或读出,而不发生溢出或读空的状态出现,必须保证FIFO在满的情况下,不能进行写操作,在空的状态下不能进行读操作。

怎样判断FIFO的满/空就成了FIFO设计的核心问题。

由于同步FIFO几乎很少用到,这里只描述异步FIFO的空/满标志产生问题。

2. CPLD
CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件。

3. ASIC
ASIC(Application Specific Integrated Circuit),专用集成电路,在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。

4. DSP
DSP(digital singnal processor)是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。

DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构,具有专门的硬件乘法器,广泛采用流水线操作,提供特殊的DSP指令,可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。

5. 单片机(MCU)。

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