CPLD复杂可编程逻辑器件介绍和作用
甚么是CPLD?
CPLD,全称为复杂可编程逻辑器件 (Complex Programmable Logic Device),是一种高密度、可编程的逻辑器件。出现于20世纪90年代早期,采取E2CMOS工艺制作,主要由三种可编程电路单元构成:
逻辑功能块 (LAB):LAB是CPLD的基本逻辑单元,用于实现各种逻辑函数。
可编程连线矩阵 (PIA):PIA用于连接不同的LAB,实现逻辑功能之间的互联。
输入/输出块 (IOB):IOB提供器件与外部电路的接口,实现信号的输入和输出。
CPLD封装在一个芯片内,能够体积小、功耗低、集成度高、速度快等优点,用于数字电路中。
CPLD与FPGA的区分
CPLD和FPGA (现场可编程门阵列) 都是可编程逻辑器件 (PLD),但二者在结构和运用上有所区分:
结构差异:CPLD主要由LAB、PIA和IOB构成,结构相对简单,而FPGA采取查找表 (LUT) 和可编程互连结构,结构更加复杂。
集成度:FPGA的集成度比CPLD高,可以实现更复杂的逻辑功能。
编程方式:CPLD一般采取EEPROM存储技术,可重复编程,系统掉电后程序不会丢失。而FPGA一般采取SRAM存储技术,每次上电后重新加载程序。
运用处景:CPLD适用于对逻辑功能要求相对简单、速度要求较高、掉电保持程序的场合,比如可以逻辑控制、时序控制、接口电路等。FPGA适用于对逻辑功能和性能要求较高、灵活配置的场合,比如可以数字信号处理、图象处理、通讯系统等。
CPLD的作用
CPLD能够可编程的特性,可以根据需求灵活地配置逻辑功能,这样看来在数字电路中能够重要的作用:
逻辑功能实现:CPLD可以实现各种逻辑功能,比如可以组合逻辑、时序逻辑、状态机等。
电路简化:CPLD可以将多个分立逻辑芯片的功能集成到一个芯片,简化电路,下降本钱。
系统升级:CPLD的程序可以修改,方便系统升级和功能扩大。
提高可靠性:CPLD将多个逻辑功能集成到一个芯片,减少了芯片之间的连接,提高了系统的可靠性。
CPLD的运用领域
CPLD用于各个领域,包含了:
通讯:比如可以网络装备、光纤通讯、无线通讯等。
工业控制:比如可以机电控制、进程控制、自动化装备等。
消费电子:比如可以数字电视、游戏机、数码相机等。
汽车电子:比如可以发动机控制、车身控制、安全系统等。
医疗电子:比如可以医疗仪器、生物传感器等。
结语
CPLD作为一种重要的可编程逻辑器件数字电路,有着着愈来愈重要的作用。技术的不断发展,CPLD的集成度、速度和性能将会不断提高,运用领域也将不断扩大。