2023-04-25 17:27:25

FPGA和CPLD是现代数字电路设计中经常使用的两种可编程逻辑器件。FPGA是现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array）的缩写，而CPLD是复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device）的缩写。虽然它们都是可编程逻辑器件，但是它们之间有很多不同之处。本文将详细介绍FPGA和CPLD的区别，包括它们的结构、特点、应用场景等方面。

一、FPGA和CPLD的结构区别

1. FPGA的结构

FPGA由大量的逻辑单元和可编程连接资源组成，逻辑单元和连接资源可以通过编程实现任意的逻辑功能。FPGA的逻辑单元通常是可重复使用的小规模逻辑单元，例如LUT（查找表）、寄存器、算术单元等，这些逻辑单元可以组成各种复杂的电路。FPGA的可编程连接资源通常包括可编程互连资源和可编程时钟资源。可编程互连资源是用于连接逻辑单元之间的信号线，可编程时钟资源是用于控制电路时序的时钟信号。

FPGA的可编程连接资源通常通过查找表（LUT）和开关矩阵（Switch Matrix）来实现。LUT是一种用于存储逻辑函数的存储器，可以实现任意的逻辑函数，例如与、或、非、异或等。开关矩阵是用于连接LUT和其他逻辑单元的开关网络，它可以实现任意的逻辑连接。FPGA的时钟资源通常由可编程时钟控制器和可编程延迟锁存器（DLL）组成。

2. CPLD的结构

CPLD由大量的可编程逻辑单元和可编程互连资源组成，逻辑单元和连接资源可以通过编程实现任意的逻辑功能。CPLD的逻辑单元通常是可重复使用的大规模逻辑单元，例如门阵列（AND-OR阵列）、寄存器等，这些逻辑单元可以组成各种复杂的电路。CPLD的可编程互连资源通常是由大量的可编程开关和可编程连接线组成的。可编程开关通常是由反相输出门和反相输入门组成的，可编程连接线可以在逻辑单元之间任意连接。

CPLD的逻辑单元和可编程互连资源通常是按照一定规律排列的，例如按行、按列、按网格等。这种排列方式可以有效地减少布线延迟和功耗。