FPGA的基本结构

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。内部基本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（LUT），通过查找表可实现逻辑函数功能）。

FPGA逻辑单元

FPGA的基本结构

CPLD

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，是基于乘积项的可编程器件。

内部基本结构为“与或阵列”。因为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”结构有利于实现大量的组合逻辑功能。

简单的与或阵列

CPLD逻辑框图

CPLD和FPGA 的主要区别

1、逻辑结构不同

CPLD：类似 PAL、GAL，拥有丰富的组合逻辑电路资源。

FPGA：类似门阵列，拥有丰富的触发器、存储器资源；CPU、DSP等IP核。

2、集成度不同

CPLD：500 ~ 50000 门

3、互连结构不同

CPLD：等长度的互连线资源，其特点是延时相等。

FPGA：长度不等的多段分布式互连，其特点是布线灵活，但延时与系统布局、 布线有关。

5、粒度大小不同

FPGA为细粒度结构，CPLD为粗粒度结构。

FPGA内部有丰富连线资源，CLB分块较小，芯片的利用率较高。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。

6、应用范围的不同

数字逻辑系统分为两大类：

（1）控制密集型（逻辑密集型），对数据处理能力要求低，但逻辑关系复杂，输入输出较多，适合用CPLD实现。

（2）数据密集型，需要大量的数据处理能力，但逻辑相对简单，对输入要求少，适合FPGA实现。

7、配置不同

CPLD：采用EPROM，E2PROM工艺，直接写入，保密性好。

FPGA：采用SRAM工艺，故需外加ROM芯片，用于存储配置信息。其保密性较差。可实现动态重构。高端FPGA具备加密功能