CPLD/FPGA 内部结构与原理

 

 

晨欣小编

CPLD(Complex Programmable Logic Device)和FPGA(Field Programmable Gate Array)均是一种集成电路,内部结构和原理有许多相似之处。它们都由大量的可编程逻辑单元(PLU)组成,这些PLU可以进行布尔运算和逻辑功能实现。此外,CPLD和FPGA还包含IO单元、时序控制单元和配置单元等。

CPLD和FPGA的内部结构中最重要的部分是可编程逻辑单元(PLU)。PLU是由查找表(LUT)、寄存器和算术逻辑单元(ALU)组成的。查找表用于存储逻辑功能,并根据输入信号进行查找,从而输出对应的结果。寄存器用于存储中间结果,使得CPLD和FPGA可以实现时序逻辑功能。ALU用于执行算术运算,例如加法、减法等。PLU的数量和结构不同,会影响CPLD和FPGA的逻辑容量和性能。

除了PLU外,CPLD和FPGA还包含IO单元和时序控制单元。IO单元用于与外部设备进行通信,其中包括输入/输出引脚、电平转换器等。时序控制单元用于生成时钟信号,控制数据传输和运算的顺序。通过合理设计时序控制单元,可以提高CPLD和FPGA的性能和功耗效率。

最后,配置单元是CPLD和FPGA内部结构中的关键部分。配置单元用于设置PLU的逻辑功能、初始化寄存器和连接IO单元。CPLD和FPGA的可编程特性正是通过配置单元实现的,用户可以根据需求对其进行编程,实现不同的逻辑功能和算法。

总的来说,CPLD和FPGA的内部结构与原理相似,但由于PLU、IO单元、时序控制单元和配置单元的不同设计和连接方式,导致它们在逻辑容量、性能和应用领域上存在一定差别。深入理解CPLD和FPGA的内部结构和原理,对于合理的设计和应用至关重要。

 

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