FPGA与CPLD的区别
可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用
可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用一、可编程逻辑器件(CPLD)的特点和应用：CPLD是一种具有很高逻辑容量的可编程逻辑器件，它通常由可编程逻辑单元(PLE)和可编程互连网络(PIN)组成。
CPLD的主要特点如下：1.逻辑容量大：CPLD的逻辑容量通常可以达到数千个逻辑门等效。
这使得CPLD非常适合那些需要大规模逻辑功能的应用，如控制器、通信接口和高级数学运算等。
2.可编程性强：CPLD可以通过编程操作来实现不同的逻辑功能。
它使用类似于电荷耦合器(CPL)的可编程逻辑单元来实现逻辑功能，其中每个CPL可以实现与或非门、与非门或非与门等逻辑运算。
3.器件内部拓扑复杂：CPLD具有丰富的内部互连网络，可以将各个逻辑元件之间的信号按照需要进行连接。
这使得CPLD可以实现复杂的信号处理和数据流处理功能。
4.快速重编程：CPLD可以在运行时进行在线编程，从而允许系统进行动态配置和故障恢复。
这一特点使得CPLD广泛应用于技术验证、原型设计和快速迭代开发等场景。
CPLD的应用主要集中在以下几个领域：1.控制器：CPLD可以用于实现各种控制器，如数字信号处理器(DSP)的外围控制器、数据采集/输出控制器等。
其高逻辑容量和可编程性强的特点使得CPLD非常适合这些应用场景。
2. 通信接口：CPLD可以实现多种通信协议和接口，如串行通信接口(SPI/I2C/UART)、嵌入式总线接口(PCI/USB/Ethernet)等。
这些接口在通信系统中起到了关键的作用。
3.高级数学运算：CPLD可以实现各种高级数学运算，如矩阵运算、滤波运算、FFT运算等。
这些运算对于数字信号处理(DSP)和图像处理等应用非常重要。
4.逻辑分析仪：CPLD可以实现逻辑分析仪的功能，用于捕获和分析数字信号的时序和逻辑关系。
逻辑分析仪在系统调试和故障分析中非常有用。
二、现场可编程门阵列(FPGA)的特点和应用：FPGA是一种具有大规模逻辑容量和可编程性的可编程逻辑器件。
CPLD与FPGA的区别与优缺点
4、 应 用 范 围 的 不 同
系统；
CPLD 逻 辑 能 力 强 而 寄 存 器 少 ， 适 用 于 控 制 密 集 型
系统。
FPGA 逻 辑 能 力 较 弱 但 寄 存 器 多 ， 适 于 数 据 密 集 型
CPLD 和 FPGA 的 优 点 ： 1.规 模 越 来 越 大 ， 实 现 功 能 越 来 越 强 ， 同 时 可 以 实 现 系 统 集 成 。 2.研 制 开 发 费 用 低 ， 不 承 担 投 片 风 险 ， 使 用 方 便 。 3.通 过 开 发 工 具 在 计 算 机 上 完 成 设 计 ， 电 路 设 计 周 期 短 。 4.不 需 要 设 计 人 员 了 解 很 深 的 IC 知 识 ， EDA 软 件 易 学 易 用 。 5.通 过 FPGA 和 CPLD 开 发 的 系 统 成 熟 后 ， 可 以 进 行 ASIC 设 计 ， 形成批量生产。
CPLD 和 FPGA 的区别与优缺点
FPGA（Field Programmable Gates Array 现场可编程门阵列，内部结构为门 阵列构成静态存储器（SRAM）。该 SRAM 可构成函数发生器，即查找表，通 过查找表可实现逻辑函数功能）
CPLD（ Complex Programmable Logic Device 复 杂 可 编 程逻辑器件，内部结构为“与或阵列”。该结构来自于典型的 PAL、 GAL 器 件 的 结 构 。 任 意 一 个 组 合 逻 辑 都 可 以 用 “ 与 — 或 ” 表 达 式 来 描 述 ，所 以 该 “ 与 或 阵 列 ” 结 构 能 实 现 大 量 的 组 合 逻 辑 功能）
结构
FPGA 器件在结构上 ,由逻辑功能块排列为阵列 ,并由可编程的内部连线连接这些功能块来 实现一定的逻辑功能 CPLD 是将多个可编程阵列逻辑 (PAL)器件集成到一个芯片 ,具有类似 PAL 的结构。一般 情况下 CPLD 器件中至少包含三种结构 :可编程逻辑功能块 (FB);可编程 I/ O 单元 ;可编程
FPGA与CPLD的结构原理
FPGA与CPLD的结构原理FPGA结构原理：FPGA是一种可重构器件，它由大量的可编程逻辑单元（Logic Element，LE）组成，每个LE都包含查找表（Look-Up Table，LUT）、寄存器以及可编程连接资源。
FPGA的结构原理可以分为三个关键组件：查找表、可编程连接资源和I/O资源。
1.查找表：FPGA中的查找表是其最基本的单元，通常由4-6个输入信号和1个或多个输出信号组成。
查找表中包含一个存储器单元和一组可编程拨码开关。
存储器单元中存储了一组真值表，根据输入信号的组合来选择对应的输出信号。
这种基于查找表的逻辑实现既灵活又高效。
2.可编程连接资源：FPGA中的连接资源是一个非常重要的部分，它可以实现片上资源之间的任意连接。
通常，FPGA中的连接资源采用可编程互连点（Programmable Interconnect Point，PIP）的方式实现。
每个PIP可以通过可编程电路来控制是否对其中一对逻辑单元进行连接。
3.I/O资源：FPGA的I/O资源用于与外部世界进行交互。
每个I/O资源通常包含输入/输出引脚、输入/输出缓冲器以及可编程的电平转换电路。
通过对I/O资源的编程，可以根据实际需求来设置引脚的输入/输出电平以及输出驱动能力。
CPLD结构原理：CPLD是一种较小规模的可编程逻辑器件，它通常由若干个宏单元（Macrocell）组成，每个宏单元都包含与FPGA相似的逻辑资源和可编程连接资源。
CPLD的结构原理可以分为三个关键组件：宏单元、可编程连接资源和I/O资源。
1.宏单元：宏单元是CPLD的核心单元，通常由多个查找表、寄存器和触发器组成。
宏单元中的查找表用于实现逻辑功能，寄存器用于存储中间结果或控制信号，触发器用于实现时序逻辑。
一个CPLD可以包含多个宏单元，各个宏单元可以通过可编程连接资源相互连接。
2.可编程连接资源：CPLD中的可编程连接资源通常采用矩阵交叉开关（Crosspoint Switch）的方式实现。
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。
请说明cpld和fpga的可编程原理
请说明cpld和fpga的可编程原理CPLD（Complex Programmable Logic Device）和FPGA（Field-Programmable Gate Array）是两种可编程逻辑器件，它们都可以通过编程来实现特定的逻辑功能。
下面是它们的可编程原理的说明：CPLD的可编程原理：1. CPLD由一系列可编程逻辑单元（PLU）组成，每个PLU可以执行逻辑运算和存储数据。
2. CPLD中还包含了一些可编程的片内连接资源，用于将不同PLU之间以及PLU 与外部引脚之间的信号连接起来。
3. 在对CPLD进行编程时，用户可以通过使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）描述所需的逻辑功能，并将这些描述转化为CPLD可识别的位文件。
4. 将编程完成的位文件加载到CPLD中后，CPLD会根据其中的逻辑描述配置PLU的功能，以及完成内部和外部信号的连接，从而实现所需的逻辑功能。
FPGA的可编程原理：1. FPGA由大量的可编程逻辑元件（LE）和可编程互连资源（IC）组成，LE是FPGA中最基本的逻辑单元，而IC是用于连接LE的片内资源。
2. FPGA中的LE可以通过编程来实现各种逻辑运算和存储数据的功能。
3. IC提供了灵活的直接互连结构，可以将不同的LE以及LE与外部引脚之间的信号互连起来，从而形成所需的逻辑功能。
4. 在对FPGA进行编程时，用户同样可以使用硬件描述语言来描述逻辑功能，并将其转化为可以被FPGA识别的位文件。
5. 加载位文件后，FPGA会根据其中的逻辑描述初始化LE的功能以及互连资源的连接方式，从而实现所需的逻辑功能。
总的来说，CPLD和FPGA都是可编程的逻辑器件，其可编程原理都是通过将逻辑描述转化为相应的位文件，再将位文件加载到器件中，通过配置器或控制逻辑来执行相应的功能。
区别在于CPLD主要由可编程逻辑单元组成，适用于实现较小规模的逻辑功能，而FPGA则由大量的可编程逻辑元件和互连资源组成，适用于实现较复杂的逻辑功能。
FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别
1. FPGAFPGA（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。
EDA总结
一．CPLD 和FPGA 的主要区别1. 结构上的不同:CPLD-乘积项 FPGA-基于查找表(LUT)2. 集成度的不同CPLD ：500 - 50000门；FPGA ：1K – 几千万门 3 应用范围的不同CPLD 逻辑能力强而寄存器少（1K 左右）， 适用于控制密集型系统；FPGA 逻辑能力较弱但寄存器多，适于数据密集型系 CPLD 逻辑密集型----适于简单逻辑功能 2、中小规模（1000 ~ 50000） 3、布线延迟固定，时序特性稳定 4、编程数据不丢失，电路简单 5、保密性好二．Verilog HDL 适用的描述层次：1、系统级（System ） 部分可物理实现，主要用于仿真2、算法级（Alogrthem ） 部分可物理实现，主要用于仿真3、寄存器传输级（RTL ）可完全物理实现，用于电路设计4、逻辑级（Logic ） 可完全物理实现，用于电路设计5、门级（Gate ） 可完全物理实现，用于电路设计6、电路开关级（Switch ）软件中不涉及，用于芯片设计三．电路的两种基本计算机输入方式——原理图输入和硬件描述语言输入 四．语言输入与原理图输入方式相比的优点： 1、容易把设计移植到不同厂家的不同芯片中去；2、信号位数容易修改，可以很方便的适应不同规模的应用；3、与实现工艺无关；V erilog HDL 综合器生成标准的电子设计互换格式（EDIF ）文件，方便文档交换与保存；五．软核、固核、硬核的概念 软核（Soft Core ）：功能经过验证的、可综合的、实现后电路结构总门数在5000门以上的V erilog HDL 模型。
由软核构成的器件称为虚拟器件。
三者中灵活性最高。
固核（Firm Core ）：指在某一种现场可编程门阵列（FPGA ）器件上实现的、经验证是正确的、总门数在5000门以上电路结构编码文件。
硬核（Hard Core ）：指在某一种专用集成电路（ASIC ）工艺的器件上实现的、经验证是正确的、总门数在5000门以上的电路结构版图掩膜CPLD逻辑密集型----适于简单逻辑功能 2、中小规模（1000 ~ 50000） 3、布线延迟固定，时序特性稳定 4、编程数据不丢失，电路简单 5、保密性好FPGA1、数据密集型——适于复杂的时序逻辑2、大规模设计（5000 ~ 数百万门）3、布线灵活，但时序特性不稳定4、需用专用的 ROM 进行数据配置5、保密性较差HDL 功能数字系统仿真、验证（全部语法支持） 数字系统设计、综合（部分语法支持） HDL 功能：六．Verilog 的两种描述——如果只从行为和功能的角度来描述某一电路模块，就称为行为模块；如果从电路结构的角度来描述该电路模块，就称为结构模块。
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及FPGA介绍
深圳双恩科技有限公司产品使用说明书一、FPGA/PLD的基本概念：PLD是可编程逻辑器件（Programable Logic Device）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。
PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术，它的影响丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。
单片机在时序和延迟方面优于FPGA/PLD，但在速度、芯片容量和数字逻辑方面不及FPGA/PLD。
PLD能做什么呢？可以毫不夸张的讲，PLD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PLD来实现。
PLD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PLD的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。
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。
1如何使用PLD呢？其实PLD的使用很简单，学习PLD比学习单片机要简单的多，有数字电路基础，会使用计算机，就可以进行PLD的开发。
开发PLD需要了解两个部分：1.PLD开发软件 2.PLD本身1.PLD开发软件由于PLD软件已经发展的相当完善，用户甚至可以不用详细了解PLD的内部结构，也可以用自己熟悉的方法：如原理图输入或HDL语言来完成相当优秀的PLD设计。
所以对初学者，首先应了解PLD开发软件和开发流程。
了解PLD的内部结构，将有助于提高我们设计的效率和可靠性。
如何获得PLD开发软件软件呢? 许多PLD公司都提供免费试用版或演示版(当然商业版大都是收费的)，例如：可以免费从/上下载Altera公司的 Maxplus2 （Baseline版或E+MAX版），或向其代理商索取这套软件。
FPGA与CPLD 总结
CPLD(complex programable logic device)复杂可编程逻辑器件FPGA（field programable gate array)现场可编程门阵列FPGA和CPLD的逻辑单元本身的结构与SPLD相似，即与阵列和可配置的输出宏单元组成。
FPGA逻辑单元是小单元，每个单元只有1-2个触发器，其输入变量通常只有几个因而采用查找表结构（PROM形式）这样的工艺结构占用的芯片面积小，速度高（通常只有1-2纳秒），每个芯片上能集成的单元数多，但逻辑单元功能弱。
如果想实现一个较复杂的功能，需要几个这样的单元组合才能完成（总延时是各个单元延时和互连延时的和），互连关系复杂。
CPLD中的逻辑单元是单元，通常其变量数约20-28个。
因为变量多，所以只能采用PAL结构。
由于这样的单元功能强大，一般的逻辑在单元内均可实现，因而其互连关系简单，一般通过集总总线既可实现。
电路的延时通常就是单元本身和集总总线的延时（通常在数纳秒至十几纳秒），但是同样集成规模的芯片中的触发器的数量少得多。
从上面分析可知道：小单元的FPGA较适合数据型系统，这种系统所需要的触发器数多，但是逻辑相对简单；大单元的CPLD较适合逻辑型系统，如控制器等，这种系统逻辑复杂，输入变量多，但触发器需求量相对较少。
反熔丝工艺只能一次性编程，EPROM EEPROM 和FLASH工艺可以反复的编程，但是他们一经编程片内逻辑就被固定。
他们都是只读型（ROM）编程，这类编程不仅可靠性较高还可以加密。
XILINX公司的FPGA芯片采用RAM型编程，相同集成规模的芯片中的触发器数目较多，功耗低，但是掉电后信息不能保存，必须与存储器联用。
每次上电时必须先对芯片配置，然后才能使用，这似乎是RAM型PLD的缺点，但是ROM型PLD中的编程信息在使用时是不能变化的，RAM型PLD却可以在工作时更换内容，实现不同的逻辑。
CPLD和FPGA的结构，性能对照：CPLD FPGA PROM集成规模：小（最大数万门）大（最高达百万门）单元粒度：大（PAL结构）小（PROM结构）互连方式：集总总线分段总线长线专用互连编程工艺：EPROM EEPROM FLASH SRAM编程类型：ROM RAM型须与存储器联用信息：固定可实时重构触发器数：少多单元功能：强弱速度：高低222222222222222222222222222222222222延迟：确定，可以预测不能确定不能预测功耗：高低加密性能：可加密不能加密适用场合：逻辑型系统数据型系统LCA（LOGIC CELL ARRAY）逻辑单元阵列CLB（CONFIGURABLE LOGIC BLOCK）可配置逻辑模块IOB（INPUT OUTOUT BLOCK）输入输出块Spartan-xl系列FPGA的主要特性SPARTAN-XL系列的FPGA具有低压，低功耗的特点。
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。
FPGA与CPLD编程语言
FPGA与CPLD编程语言FPGA（可编程逻辑门阵列）和CPLD（可编程逻辑器件）是现代数字电路设计中常用的两种可编程芯片。
它们通过使用编程语言来实现特定的功能和逻辑。
本文将介绍FPGA和CPLD的基本概念，并探讨在这两种芯片上使用的编程语言。
一、FPGA和CPLD的基本概念FPGA和CPLD是数字集成电路的一种，它们可以根据用户的需求和设计要求进行编程，并实现不同的逻辑功能。
FPGA拥有更大的可编程逻辑单元和更灵活的资源分配，使得它在复杂的应用场景下更具优势。
CPLD则相对较小，适用于较简单的逻辑设计。
FPGA和CPLD的核心结构都包含可编程逻辑单元，输入/输出引脚和内部信号线路。
逻辑单元是实现不同布尔逻辑运算的基本组成部分，包括与门、或门、非门等。
输入/输出引脚用于与其他电路或器件进行连接，而内部信号线路则负责连接不同的逻辑单元和输入/输出引脚。
二、FPGA和CPLD的编程语言1.硬件描述语言（HDL）硬件描述语言是一种专门用于描述数字电路结构和行为的编程语言。
它们可以描述各种逻辑门、寄存器、存储器和其他组件之间的连线和交互。
常用的硬件描述语言有VHDL（VHSIC硬件描述语言）和Verilog。
VHDL是一种结构化的硬件描述语言，使用描述性的方式来定义逻辑结构和行为。
它可以描述信号流和结构体等抽象概念，适用于系统级设计和数字电路的高层次描述。
Verilog是一种基于事件驱动的硬件描述语言，具有较高的仿真能力和设计灵活性。
它以模块化方式描述电路和系统，并支持递归实例化和并行语法，适用于协同设计和复杂电路的描述。
2.硬件描述语言（HDL）与编程语言结合除了使用传统的硬件描述语言，FPGA和CPLD编程还可以结合使用高级编程语言，如C语言和VHDL等。
这种结合方式可以更好地利用硬件资源和软件开发环境，提高设计效率和可维护性。
通过在硬件描述语言中嵌入高级编程语言代码，可以实现复杂的算法和数据处理功能，并提供方便的调试和测试手段。
CPLD在线加载技术介绍
CPLD在线加载技术浅谈在讨论CPLD在线加载技术之前，先来说下CPLD和FPGA两种逻辑器件的差异。
CPLD是complex programmable logic device的缩写，中文意思是：“复杂可编程逻辑设备”；FPGA是Field Programmable Gate Array，中文意思是：“现场可编程门阵列”。
虽然它们都是可编程的ASIC，有很多共同点，但是由于在结构上的本质差异，具有各自的特点，在用途上也有很大的差异。
1).CPLD主要是基于EEPROM或FLASH存储器的编程方式，编程次数可达1万次以上，该编程方式的优点是系统断电后编程信息不会丢失，所以，CPLD启动速度非常快，基本上上电就可以工作。
而FPGA大部分是基于SRAM编程的，编程信息在系统掉电时会丢失，每次上电时，都需要从器件外部的FLASH或EEPROM中存储的编程数据重现写入内部的SRAM中。
其有点是可以任意次编程，缺点是启动速度慢，需要CPU先启动，然后在CPU的控制下给FPGA加载编程信息。
2).CPLD内部乘法器资源丰富，比较适合完成各种算法和组合逻辑，通常用来扩展CPU的I/O接口。
而FPGA内部触发器资源丰富，更适合用于时序逻辑设计，通常用来模拟各种高速总线接口转换。
3).CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程，而FPGA是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的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀可预测的，而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟是不可预测的。
4).FPGA的集成度比CPLD高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现功能；CPLD 的功耗比FPGA大，而且集成度越高越明显；CPLD的保密性好，FPGA的保密性差。
随着FPGA技术的发展，未来的单板只要CPU+FPGA，另加一些外围器件就可以搞定了(FPGA可以模拟大部分专用IC器件)，真正实现硬件的软件化。
cpld和fpga的区别,cpld和fpga的优缺点
cpld 和fpga 的区别,cpld 和fpga 的优缺点
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。
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。
CPLD 和FPGA 的主要区别：
1、布线能力
CPLD 内连率高，不需要人工布局布线来优化速度和面积，较FPGA
更适合于EDA 芯片设计的可编程验证。
CPLD&FPGA比较
CPLD&FPGA性能分析比较在进行这次分析前，首先来一起认识下CPLD与FPGA。
Ⅰ.1) .什么是CPLD?CPLD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。
为弥补PLD只能设计小规模电路这一缺陷，20世纪80年代中期，推出了复杂可编程逻辑器件--CPLD。
目前应用已深入网络、仪器仪表、汽车电子、数控机床、航天测控设备等方面。
2).器件特点：它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。
几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。
CPLD器件已成为电子产品不可缺少的组成部分，它的设计和应用成为电子工程师必备的一种技能。
3)如何使用：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。
这里以抢答器为例讲一下它的设计（装修）过程，即芯片的设计流程。
CPLD的工作大部分是在电脑上完成的。
打开集成开发软件(Altera公司Max+pluxII)→画原理图、写硬件描述语言（VHDL，Verilog）→编译→给出逻辑电路的输入激励信号，进行仿真，查看逻辑输出结果是否正确→进行管脚输入、输出锁定（7128的64个输入、输出管脚可根据需要设定）→生成代码→通过下载电缆将代码传送并存储在CPLD芯片中。
CPLD和FPGA
• FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array)这样一个新概念，内部包括可配置逻 辑模块CLB（Configurable Logic Block)、 输入/输出模块IOB（Input Output Block)和 内部连线（Interconnect) 三个部分，FPGA 的基本特点如下： （1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要 投片生产，就能得到可用的芯片。
图1-30 PIA信号布线到LAB的方式
2.1.3 I/O控制块
I/O单元是CPLD外部封装引脚和内部逻辑间的接口。 每个I/O单元对应一个封装引脚，对I/O单元编程，
可将引脚定义为输入、输出和双向功能。
到 内 部 可 编 程 连 线 区 到其他 I/O 单 元 输入缓冲 D2 输出缓冲驱 动 1 r 0 r 到其他 I/O 单元 M O E 摆率 控制 VCCIN
A1
A0 A0
F0
A1 F1
F1
F0
图1-15PAL结构：
图1-16 PAL的常用表示：
用PAL实现全加器
An Bn Cn
AnBnCn
“或”阵列 （固定）
AnBnCn
AnBnCn AnBnCn
AnBn
AnCn
Sn An BnCn An Bn Cn An Bn Cn An BnCn Cn1 An Bn AnCn BnCn
• FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置工 作状态的，因此工作时需要对片内的RAM进 行编程。掉电后，FPGA恢复成空白状态， 内部逻辑关系消失。因此FPGA能够反复使 用。 • FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只需 用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要 修改FPGA功能时，只需修改EPROM中的内容 即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数 据，可以产生不同的电路功能。因此， FPGA 的使用非常灵活。
fpga cpld参考答案
fpga cpld参考答案FPGA和CPLD是现代数字电路设计中常用的可编程逻辑器件。
它们在电子工程领域中扮演着重要的角色，广泛应用于各种领域，如通信、嵌入式系统、计算机硬件等。
本文将介绍FPGA和CPLD的基本概念、特点以及应用，并提供一些参考答案来帮助读者更好地理解和应用这些器件。
FPGA，即现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array），是一种可编程逻辑器件，它由大量的逻辑门、存储单元和可编程互连资源组成。
与传统的专用集成电路（ASIC）相比，FPGA具有灵活性高、开发周期短的优势。
它可以通过编程来实现各种不同的数字电路功能，而无需进行物理上的改变。
这使得FPGA成为了快速原型设计、快速验证和低成本量产的理想选择。
CPLD，即复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device），与FPGA类似，也是一种可编程逻辑器件。
但与FPGA相比，CPLD规模较小，资源有限。
它由可编程的逻辑单元、触发器和互连资源组成。
CPLD适用于一些规模较小、逻辑较简单的应用场景，如时序逻辑控制、接口逻辑等。
FPGA和CPLD的特点使得它们在各种领域得到广泛应用。
在通信领域，FPGA和CPLD可以用于实现各种协议的解析、编解码、调制解调等功能。
在嵌入式系统中，FPGA和CPLD可以用于实现各种外设接口、时序控制、状态机等。
在计算机硬件领域，FPGA和CPLD可以用于实现高性能计算、逻辑仿真、硬件加速等。
接下来，我们将提供一些参考答案，帮助读者更好地理解和应用FPGA和CPLD。
1. FPGA和CPLD的主要区别是什么？FPGA和CPLD的主要区别在于规模和资源。
FPGA规模较大，资源丰富，适用于复杂的逻辑设计；而CPLD规模较小，资源有限，适用于简单的逻辑设计。
此外，FPGA的可编程互连资源更灵活，可以实现更复杂的互连结构；而CPLD的互连资源相对固定，适用于一些简单的逻辑互连。
分析CPLD与FPGA区别
分析CPLD与FPGA区别可编程逻辑器件主要包括FPGA 和CPLD，FPGA 是Field Programmable Gate Array 缩写，CPLD 是Complex Promrammable Logic Device 的缩写。
随着芯片技术的发展，CPLD 和FPGA 的概念已经模糊在一起，如Altera 和Lattice公司把小容量(小于2K 左右逻辑单元)非挥发的可编程器件归到CPLD 里，如Altera 的MAXII 系列和Lattice 的MACH XO 系列芯片，把基于SRAM 的FPGA 和FLASH 的储存单元做到一个芯片里面，以及跟传统的CPLD 不一样了。
那么CPLD 与FPGA 区别有哪些方面呢?我们一起来了解一下吧!1.CPLD 与FPGA 在结构方面的区别：CPLD 是粗粒结构，这意味著进出器件的路径经过较少的开关，相应地延迟也小。
因此，与等效的FPGA 相比，CPLD 可工作在更高的频率，具有更好的性能。
CPLD 的另一个好处是其软件编译快，因为其易于路由的结构使得布放设计任务更加容易执行。
FPGA 是细粒结构，这意味著每个单元间存在细粒延迟。
如果将少量的逻辑紧密排列在一起，FPGA 的速度相当快。
然而，随著设计密度的增加，信号不得不通过许多开关，路由延迟也快速增加，从而削弱了整体性能。
CPLD 的粗粒结构却能很好地适应这一设计布局的改变。
2.CPLD 与FPGA 在系统方面的区别：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 更适合完成各种算法和组合逻辑，FP GA 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。
FPGA与CPLD的区别
FPGA与CPLD的区别系统的比较,与大家共享：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。
⑦在编程方式上,ＣＰＬＤ主要是基于Ｅ2ＰＲＯＭ或ＦＬＡＳＨ存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。
ＣＰＬＤ又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。
ＦＰＧＡ大部分是基于ＳＲＡＭ编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入ＳＲＡＭ中。
其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。
⑧ＣＰＬＤ保密性好,ＦＰＧＡ保密性差。
⑨一般情况下,ＣＰＬＤ的功耗要比ＦＰＧＡ大,且集成度越高越明显。
随著复杂可编程逻辑器件(CPLD)密度的提高,数字器件设计人员在进行大型设计时,既灵活又容易,而且产品可以很快进入市场。
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FPGA与CPLD的区别
答：CPLD(Comlex Programmable Logic Device) 复杂可编程逻辑器件：CPLD由很多宏构成，每个宏内有一个可编程的与阵列和固定的或阵列。
FPGA(Field Programmable Gate Array)现场可编程门阵列：基于静态查找表逻辑(LUT)的电路结构的。
区别：1.物理构成上：CPLD属于ROM，FPGA属于RAM。
前者程序下载后就一直保存，不需要重新加载。
后者程序掉电丢失，每次开机上电时需重新加载程序。
2.片内资源数不同：CPLD一般只有1000－50000门；而FPGA的门数达到5000－1000万。
3.相对来说：FPGA适合实现时序逻辑电路，CPLD适合实现组合逻辑电路。
但并不是绝对的。
各种可编程器件的内部结构
PROM：固定的与阵列和可编程的或阵列
PLA：可编程的与阵列和或阵列
PAL/GAL：固定的或阵列以及可编程的与阵列
CPLD：由很多宏构成，每个宏内有一个可编程的与阵列和固定的或阵列
FPGA：基于SRAM的查找表逻辑
简单和复杂可编程器件的分类
答：集成度大于GAL22V10的称为复杂PLD(CPLD、FPGA)，反之归为简单PLD(PROM、PLA、PAL、GAL)
四、VHDL语言的数据对象有：常数、变量、信号。
VHDL语言的数据类型有：STD_LOGIC、BIT、INTEGER、STD_LOGIC_VECTOR …
信号与变量的区别
答：1. 变量只是暂存变化数据以供计算，它是“纯软件”含义。
如循环体中的循环变量。
而信号除了暂存数据外还有“硬件”含义，代表连线，具有电平高低的含义。
如实体内部一个触发器的输出。
(变量：保存变化数据信号：除了保存变化数据，还有硬件含义。
代表连线。
)
2.赋值符号不同。
信号赋值符是<=,变量赋值符是:=
3.定义和作用范围不同
(1)变量在进程、过程和函数里定义。
只能在定义它的进程、过程或函数内部使用。
(2)信号在结构体的说明部分定义，也可以在库文件里的程序包中定义，它的定义在进程、过程和函数外。
可以在整个定义或调用它的结构体里使用，不论是进程、过程、函数内还是外。
4.进程的敏感信号表里只能用信号，不能用变量。
5.变量的赋值执行过程不需要时间。
而信号赋值的过程需要时间。
信号赋值语句完全的语法如下：信号名<= 表达式AFTER 时间量
6．并行性和串行性：
(1)变量的定义和作用范围是进程、过程和函数内部，属于串行区域，所以变量的赋值肯定是顺序执行的。
(2)信号的定义和作用范围在整个结构体。
因此既可以在串行区域赋值，又可以在并行区域赋值。
信号在并行与串行区域内的区别
答：1.信号在并行区域的赋值：
(1)信号在并行区域赋值：多条赋值语句之间是并行赋值的，不分先后次序。
因此在并行区域不允许出现对同一信号的多次赋值。
(2)信号在并行区域可以用条件赋值语句when else 对同一信号多次赋值，这是因为在条件赋值语句中同一时刻只能有一种判断为真。
2.信号在串行区域的赋值:
(1)多个信号赋值语句之间先是按照程序顺序准备数值。
数值准备好但不是立即赋给信号，而是在最后时刻同时并行把所有的信号赋值。
(2)在串行区域，例如一个进程内，可以对同一信号多次赋值，但综合器只认最后一条，把前面的删除。
(3)在不同的进程中可以对同一信号多次赋值，对应电路中“总线”的概念。
完备语句与不完备语句的区别
答：完备语句构成组合逻辑电路
不完备语句构成时序逻辑电路
VHDL语言的结构与功能
答：（1）以关键词ENTITY引导，END ENTITY 实体名结尾的聚集部分，称为实体。
VHDL 的实体描述了电路器件的外部情况及各信号端口的基本性质，如信号流动的方向，流动在其上的信号结构方式和数据类型等
（2）以关键词ARCHITECTURE 引导，END ARCHITECTURE one 结尾的语句部分，称为结构体。
结构体负责描述电路器件的内部逻辑功能或电路结构。
状态机的类型和区别
答：从状态机的信号输出方式上分为Mealy型和Moore型两种。
前者属于同步输出状态机，后者属于异步输出状态机。
Mealy型状态机的输出是当前状态和所有输入信号的函数，它的输出是在输入变化后立即发生的，不依赖于时钟的同步。
Moore型状态机的输出则仅为当前状态的函数，这类状态机在输入发生变化时还必须等待时钟的到来，时钟使状态发生变化时才导致输出的变化，所以比Mealy机多等待一个时钟周期。
状态机的编码有哪几种，并分别简述特点。
答：状态位直接输出型编码：这类编码方式最典型的应用实例就是计数器，这种编码的状态机的输出即各状态的编码。
优点：输出速度快，没有毛刺现象；
缺点：程序可读性差，难以有效控制非法状态的出现。
顺序编码：优点：最为简单，使用的触发器数量最少，剩余的非法状态最少，容错技术最简单；
缺点：不利于在FPGA器件中实现，此外对于输出的控制信号CS、A0、RC和LOCK，还需在状态机中再设置一个组合进程作为控制译码器。
一位热码编码：当处于该状态时，对应的触发器为1，其余的触发器置0；
优点；简化了状态译码逻辑，提高了状态转换速度。
子程序有哪两种形式？它们是串行还是并行？请简述它们的区别。
答：1.函数FUNCTION与过程PROCEDURE。
2.函数是串行，过程是串行。
3区别：(1)参数表的区别。
函数的参数表是用来定义输出值的，所以不必以显式表示参数的方向；过程的参数表可以对常数、变量和信号三类数据对象目标作出说明，并用关键词IN、OUT和INOUT定义这些参数的工作模式，即信息的流向。
如果没有指定模式，则默认为IN。
(2)函数参量可以是信号或常数，默认函数参数为常数；过程的参数类型可以是常量或者是变量。
(3)过程可有多个返回值，函数只能有一个。
(4)过程中可以有wait，而函数中不可以。
(5)调用方式：函数调用时将所定义的函数作为语句中的一个因子如如一操作数或赋值句。
过程调用将定义的过程名作为一条语句来执行。
子程序定义和使用范围是什么?
答：函数的定义由函数首和函数体两部分组成，在进程或结构体中不必定义函数首，而在程序包中必须定义函数首。
过程也由过程首和过程体构成，在进程或结构体中不必定义过程首，而在过程包中必须定义过程首。
使用范围：1、程序包中；2、结构体说明部分；3、进程内部定义。
子程序的数据类型
改错几大原则：
(1)语句结构描述中方括号“[ ]”内的内容为可选内容。
(2)VHDL语言不加以区大小写。
(3)程序中的注释用双横线“--”。
(4)定义实体的文件其文件名必须和实体的名字一致。
(5)分号标志语句的结束。
(6)信号与变量的区别，变量范围有限
(7)过程与函数的参数，数据对象
十五、编程
填空
实验部分：<1> 元件调用与例化的例子
<2> 状态机
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