CPLD與FPGA的發(fā)展與應(yīng)用之對比

　　可編程邏輯器件（ProgrammableLogicDevice，PLD）給數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計帶來了革命性的變化。他的影響絲毫不亞于20世紀(jì)70年代單片機(jī)的發(fā)明和使用，可以毫不夸張的講，PLD能完成任何數(shù)字器件的功能，上至高性能CPU，下至簡單的74電路。使用PLD來開發(fā)數(shù)字電路，可以大大縮短設(shè)計時間，減少PCB面積，提高系統(tǒng)的可靠性。PLD的這些優(yōu)點使得PLD技術(shù)在20世紀(jì)90年代以后得到飛速的發(fā)展，成為電子設(shè)計領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一項技術(shù)。

　　目前，這項技術(shù)PLD按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同又延伸出兩個分支，即復(fù)雜可編程邏輯器件（ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FieldProgram-mableGateArray，FPGA），兩者統(tǒng)稱為可編程邏輯器件或CPLD/FPGA。

　　1 PLD發(fā)展過程

　　早期的可編程邏輯器件只有可編程只讀存貯器（PROM）、紫外線可擦除只讀存貯器（EPROM）和電可擦除只讀存貯器（E2PROM）三種。由于結(jié)構(gòu)的限制，他們只能完成簡單的數(shù)字邏輯功能。

　　稍后，出現(xiàn)了一類結(jié)構(gòu)上稍復(fù)雜的可編程芯片，即可編程邏輯器件（PLD），他能夠完成各種數(shù)字邏輯功能。這一階段（大約20世紀(jì)70年代中期）的產(chǎn)品主要有可編程陣列邏輯（ProgrammableArrayLogic，PAL），PAL由一個可編程的“與”平面和一個固定的“或”平面構(gòu)成，或門的輸出可以通過觸發(fā)器有選擇地被置為寄存狀態(tài)。PAL器件是現(xiàn)場可編程的，他的實現(xiàn)工藝有反熔絲技術(shù)、EPROM技術(shù)和E2PROM技術(shù)。

　　20世紀(jì)80年代初期，在PAL的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了一種通用陣列邏輯（GenericArrayLogic，GAL），他采用E2PROM工藝，實現(xiàn)了電可按除、電可改寫，其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元，因而他的設(shè)計具有很強的靈活性，至今仍有許多人使用。

　　20世紀(jì)80年代中期，為了彌補上述缺陷，又先后推出了可擦除、可編程的邏輯器件（ErasableProgrammableLogicDevice，EPLD）。CPLD和FPGA，EPLD的集成度更高，設(shè)計更靈活，但內(nèi)部連線功能較弱。

　　2 結(jié)構(gòu)比較

　　不同廠家對PLD的叫法不盡相同，但一般來說，把基于乘積項技術(shù)，F(xiàn)LASH（類似E2PROM工藝）工藝的PLD叫CPLD;把基于查找表技術(shù)，SRAM工藝，要外掛配置E2PROM的PLD叫FPGA。下面從內(nèi)部結(jié)構(gòu)對2者進(jìn)行比較。