電子發(fā)燒友網(wǎng)核心提示：可編程邏輯器件主要包括FPGA和CPLD，F(xiàn)PGA是Field Programmable Gate Array縮寫，意為現(xiàn)場可編程門陣列；CPLD是Complex Promrammable Logic Device的縮寫，意為復(fù)雜可編程邏輯器件。

　 　隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，CPLD和FPGA的概念在某些方面已經(jīng)模糊，如Altera和Lattice公司把小容量（小于2K左右邏輯單元）非揮發(fā)的可編 程器件歸到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的儲存單元做到一個芯片里面。那么CPLD與FPGA區(qū)別有哪些？電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯跟大家一起分享。

　　本站小編將從結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、設(shè)計技巧、廠商命名法則等幾個方面來為大家闡述和分析CPLD與FPGA的區(qū)別，并分享CPLD與FPGA的辨別方法。

　　1.結(jié)構(gòu)上的區(qū)別

　　CPLD是粗粒結(jié)構(gòu)，這意味著進出器件的路徑經(jīng)過較少的開關(guān)，相應(yīng)地延遲也小。因此，與等效的FPGA相比，CPLD可工作在更高的頻率，具有更好的性能。CPLD的另一個好處是其軟件編譯快，因為其易于路由的結(jié)構(gòu)使得布放設(shè)計任務(wù)更加容易執(zhí)行。

　　FPGA是細粒結(jié)構(gòu)，這意味著每個單元間存在細粒延遲。如果將少量的邏輯緊密排列在一起，F(xiàn)PGA的速度相當快。然而，隨著設(shè)計密度的增加，信號不得不通過許多開關(guān)，路由延遲也快速增加，從而削弱了整體性能。CPLD的粗粒結(jié)構(gòu)卻能很好地適應(yīng)這一設(shè)計布局的改變。

　　FPGA與CPLD通常的分類方法是：

　　將以乘積項結(jié)構(gòu)方式構(gòu)成邏輯行為的器件稱為CPLD，如Lattice的ispLSI系列、Xilinx的XC9500系列、Altera的MAX7000S系列和Lattice（原Vantis）的Mach系列等。

　　將以查表法結(jié)構(gòu)方式構(gòu)成邏輯行為的器件稱為FPGA，如Xilinx的SPARTAN系列、Altera的FLEX10K或ACEX1K系列等。

　　2.系統(tǒng)上的區(qū)別

　　盡管FPGA和CPLD都是可編程ASIC器件，有很多共同特點，但由于CPLD和FPGA結(jié)構(gòu)上的差異，具有各自的特點：

　　①CPLD更適合完成各種算法和組合邏輯，F(xiàn)P GA更適合于完成時序邏輯。換句話說，F(xiàn)PGA更適合于觸發(fā)器豐富的結(jié)構(gòu)，而CPLD更適合于觸發(fā)器有限而乘積項豐富的結(jié)構(gòu)。

　　②CPLD的連續(xù)式布線結(jié)構(gòu)決定了它的時序延遲是均勻的和可預(yù)測的，而FPGA的分段式布線結(jié)構(gòu)決定了其延遲的不可預(yù)測性。

　　③在編程上FPGA比CPLD具有更大的靈活性。CPLD通過修改具有固定內(nèi)連電路的邏輯功能來編程，F(xiàn)PGA主要通過改變內(nèi)部連線的布線來編程;FP GA可在邏輯門下編程，而CPLD是在邏輯塊下編程。

　　④FPGA的集成度比CPLD高，具有更復(fù)雜的布線結(jié)構(gòu)和邏輯實現(xiàn)。

　　⑤CPLD比FPGA使用起來更方便。CPLD的編程采用E2PROM或FASTFLASH技術(shù)，無需外部存儲器芯片，使用簡單。而FPGA的編程信息需存放在外部存儲器上，使用方法復(fù)雜。

　　⑥CPLD的速度比FPGA快，并且具有較大的時間可預(yù)測性。這是由于FPGA是門級編程，并且CLB之間采用分布式互聯(lián)，而CPLD是邏輯塊級編程，并且其邏輯塊之間的互聯(lián)是集總式的。

　 　⑦在編程方式上，CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存儲器編程，編程次數(shù)可達1萬次，優(yōu)點是系統(tǒng)斷電時編程信息也不丟失。CPLD又可分為在 編程器上編程和在系統(tǒng)編程兩類。FPGA大部分是基于SRAM編程，編程信息在系統(tǒng)斷電時丟失，每次上電時，需從器件外部將編程數(shù)據(jù)重新寫入SRAM中。 其優(yōu)點是可以編程任意次，可在工作中快速編程，從而實現(xiàn)板級和系統(tǒng)級的動態(tài)配置。

　　⑧CPLD保密性好，F(xiàn)PGA保密性差。

　　⑨一般情況下，CPLD的功耗要比FPGA大，且集成度越高越明顯。

　　3.設(shè)計技巧上的區(qū)別

　 　FPGA是細粒器件，其基本單元和路由結(jié)構(gòu)都比CPLD的小。FPGA是“寄存器豐富”型的（即其寄存器與邏輯門的比例高），而CPLD正好相反，它是 “邏輯豐富”型的。很多設(shè)計人員偏愛CPLD是因為它簡單易用和高速的優(yōu)點。CPLD更適合邏輯密集型應(yīng)用，如狀態(tài)機和地址解碼器邏輯等。而FPGA則更 適用于CPU和DSP等寄存器密集型設(shè)計。

　　小結(jié)：許多設(shè)計人員都熟悉傳統(tǒng)的CPLD，并喜歡這種結(jié)構(gòu)所固有的靈活性和易用性。CPLD 為ASIC和FPGA設(shè)計人員提供了一種很好的替代方案，可讓他們以更簡單、方便易用的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)其設(shè)計。CPLD現(xiàn)已達到數(shù)十萬門的密度，并可提供當今通 信設(shè)計所需的高性能。大于50萬門的設(shè)計仍需ASIC和FPGA，但對于小型設(shè)計，CPLD不失為一個高性價比的替代方案。

　　簡單的來說，CPLD更適合做邏輯，F(xiàn)PGA更適合做時序。

　　4.如何根據(jù)芯片型號來辨別

　　目前國內(nèi)使用的主流FPGA和CPLD芯片，主要是Altera和Xilinx兩家。

　　要辨別他們，讀出芯片上標稱的型號即可，如果對器件熟悉的話，一看型號的前綴就能辨別

　　1）以Altera公司的片子為例：

　　ALTERA公司的產(chǎn)品一般以EP開頭，代表可重復(fù)編程。

　　①如果型號以EPM********開頭，即MAX系列（其中MAX代表陣列矩陣），就是CPLD

　　②ALTERA公司的FPGA產(chǎn)品系列代碼為EP或EPF，典型產(chǎn)品型號含義如下：

　　EPF10K10：FLEX10K系列FPGA，典型邏輯規(guī)模是10K有效邏輯門。

　　EPF10K30E：FLEX10KE系列FPGA，邏輯規(guī)模是EPF10K10的3倍。

　　EPF20K200E：APEX20KE系列FPGA，邏輯規(guī)模是EPF10K10的20倍。

　　EP1K30：ACEX1K系列FPGA，邏輯規(guī)模是EPF10K10的3倍。

　　EP1S30：STRATIX系列FPGA，邏輯規(guī)模是EPF10K10的3倍。

　　如果以EP2C8*******開頭，那它就是CycloneII系列FPGA芯片的一種，等等

　　③ALTERA公司的FPGA配置器件系列代碼為EPC，典型產(chǎn)品型號含義如下：

　　EPC1：為1型FPGA配置器件。（存放配置文件的存儲器）

　　2）Xilinx公司的CPLD和FPGA器件系列

　　Xilinx公司的產(chǎn)品一般以XC開頭，代表Xilinx公司的產(chǎn)品。典型產(chǎn)品型號含義如下：

　　①xilinx的XC9500系列 —— cpld

　　XC95108-7 PQ 160C：XC9500系列CPLD，邏輯宏單元數(shù)108，引腳間延時為7ns，采用PQFP封裝，160個引腳，商用。

　　②xilinx的SPARTAN系列——fpga

　　XC2064：XC2000系列FPGA，可配置邏輯塊（configurable Logic Block，CLB）為64個（只此型號以CLB為特征）。

　　XC2018：XC2000系列FPGA，典型邏輯規(guī)模是有效門1800。

　　XC3020：XC2000系列FPGA，典型邏輯規(guī)模是有效門2000。

　　XC4002A：XC4000A系列FPGA，典型邏輯規(guī)模是2K有效門。

　　XCS10：Spartan系列FPGA，典型邏輯規(guī)模是10K。

　　XCS30：Spartan系列FPGA，典型邏輯規(guī)模是XCS10的3倍。