cpld結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

CPLD是“復(fù)雜可編程邏輯器件”（Complex Programmable Logic Device）的縮寫(xiě)。是一種數(shù)字電路硬件設(shè)備。CPLD采用多級(jí)可編程邏輯門(mén)陣列（PAL）和可編程互連資源（PIR）的組合實(shí)現(xiàn)邏輯功能，具有小型化、靈活性高、低功耗等特點(diǎn)。

CPLD是一種數(shù)字電路中的可編程器件，具有靈活、高效、通用等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。CPLD采用CMOS EPROM、EEPROM、快閃存儲(chǔ)器和SRAM等編程技術(shù)，從而構(gòu)成了高密度、高速度和低功耗的可編程邏輯器件。

cpld的工作原理

CPLD由觸發(fā)器、邏輯單元、輸入輸出接口以及內(nèi)部可編程互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成。通過(guò)內(nèi)部可編程互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的配置控制CPLD的邏輯電路，從而實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)字電路功能。

cpld的特點(diǎn)

cpld具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、適用范圍寬、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、對(duì)設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試、保密性強(qiáng)、價(jià)格大眾化等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì)，因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)(一般在10,000件以下)之中。幾乎所有應(yīng)用中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場(chǎng)合均可應(yīng)用CPLD器件。

CPLD由可編程邏輯的功能圍繞一個(gè)可編程互連矩陣構(gòu)成，由固定長(zhǎng)度的金屬線實(shí)現(xiàn)邏輯單元之間的互連，并增加了I/O控制模塊的數(shù)量和功能。CPLD的基本結(jié)構(gòu)可看成由可編程邏輯陣列（LAB），可編程I/O控制模塊和可編程內(nèi)部連線（PIA）等三部分組成。

可編程邏輯陣列（LAB）:由若干個(gè)可編程邏輯宏單元（Logic Macro Cell，LMC）組成，LMC主要包括與陣列、或陣列、可編程觸發(fā)器和多路選擇器等電路，能獨(dú)立地配置為時(shí)序或組合工作方式。

每個(gè)宏單元一般由乘積項(xiàng)陣列、乘積項(xiàng)分配和可編程寄存器構(gòu)成。每個(gè)宏單元有多種配置方式，各宏單元也可級(jí)聯(lián)使用， 因此可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜組合邏輯和時(shí)序邏輯功能。對(duì)集成度較高的CPLD，通常還提供了帶片內(nèi)RAM/ROM的嵌入陣列塊。

可編程互連通道主要提供邏輯塊、宏單元、輸入/輸出引腳間的互連網(wǎng)絡(luò)。輸入/輸出塊（I/O塊）提供內(nèi)部邏輯到器件I/O引腳之間的接口。

邏輯規(guī)模較大的CPLD一般還內(nèi)帶JTAG邊界掃描測(cè)試電路，可對(duì)已編程的高密度可編程邏輯器件做全面徹底的系統(tǒng)測(cè)試，此外也可通過(guò)JTAG接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程。

由于集成工藝、集成規(guī)模和制造廠家的不同，各種CPLD分區(qū)結(jié)構(gòu)、邏輯單元等也有較大的差別。

cpld和fpga的區(qū)別

FPGA（Field Programmable Gate Array），是 “現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 “的縮寫(xiě)。

FPGA由可編程邏輯塊（CLB），輸入/輸出模塊（IOB）及可編程互連資源（PIR）等三種可編程電路和一個(gè)SRAM結(jié)構(gòu)的配置存儲(chǔ)單元組成。

CLB是實(shí)現(xiàn)邏輯功能的基本單元，他們通常規(guī)則排列成一個(gè)陣列，散布于整個(gè)芯片中。

可編程輸入/輸出模塊（IOB）主要完成芯片上的邏輯與外部引腳的接口，它通常排列在芯片的四周。

可編程互連資源（PIR）包括各種長(zhǎng)度的連線線段和一些可編程鏈接開(kāi)關(guān)，他們將各個(gè)CLB之間或CLB與IOB之間以及IOB之間連接起來(lái)，構(gòu)成特定功能的電路。

FPGA提供了更大的復(fù)雜性和靈活性以及諸如片上RAM、時(shí)鐘管理、DSP操作、乘法器等功能。另一方面，CPLD比FPGA消耗更少的功率，F(xiàn)PGA器件更有可能在應(yīng)用變化的設(shè)計(jì)中被頻繁使用。

相比之下，CPLD器件在需要簡(jiǎn)單的膠合邏輯和需要即時(shí)開(kāi)啟電路的應(yīng)用中使用，因?yàn)镕PGA由于要從外部ROM加載配置，最初的工作速度較慢。