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fpga分布式算法

发布时间:2022-04-19 09:44:09

A. FPGA与CPLD的区别在哪

fpga与cpld的区别
fpga是现场可编程逻辑门阵列的简称,是电子设计的一个里程碑。cpld是复杂可变成逻辑器件的简称。尽管fpga和cpld都是可编程asic器件,有很多共同特点,但由于cpld和fpga结构上的差异,具有各自的特点:
1)、cpld更适合完成各种算法和组合逻辑,fp
ga更适合于完成时序逻辑。换句话说,fpga更适合于触发器丰富的结构,而cpld更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
2)、cpld的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而fpga的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。
3)、在编程上fpga比cpld具有更大的灵活性。cpld通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,fpga主要通过改变内部连线的布线来编程;fp
ga可在逻辑门下编程,而cpld是在逻辑块下编程。
4)、fpga的集成度比cpld高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
5)、cpld比fpga使用起来更方便。cpld的编程采用e2prom或fastflash技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而fpga的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
6)、cpld的速度比fpga快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于fpga是门级编程,并且clb之间采用分布式互联,而cpld是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
7)、在编程方式上,cpld主要是基于eeprom或flash存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。cpld又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。fpga大部分是基于sram编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入sram中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。
8)、cpld保密性好,fpga保密性差。
9)、一般情况下,cpld的功耗要比fpga大,且集成度越高越明显。

B. 快要答辩了,我想问的是FIR数字滤波器的原理就是他所采用的算法吗

分布式算法是FPGA过程中的算法优化,根据FIR滤波器的结构特点,将加乘单元进行化简,简化计算单元,缩短计算时间。
FIR设计原理应该是用MATLAB的fir1()函数得到的系数,将系数直接应用到FPGA中,如用VHDL编写代码的话,可将系数设为常量。
FIR原理是滤波的原理,就是h(n)与输入信号卷积后得到输出序列y(n).
算法是在设计过程中的优化,二者不同。

C. fpga实现可编程的原理是什么,它的结构,性能各有什么特点

尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点: ①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FP GA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。 ②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。 ③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FP GA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。 ④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。 ⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。 ⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。 ⑦在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编程器...

D. 对直流信号进行fir滤波。比如,直流3v,带某种噪声,ad采样信号在3附近。如何利用fir滤波实现输出最优值

在数字信号处理系统中,有限脉冲响应(finite impulse response,FIR)数字滤波器是一个非常重要的基本单元。近年来,由于FPGA具有高速度、高集成度和高可靠性的特点而得到快速发展。随着现代数字通信系统对于高精度、高处理速度的需求,越来越多的研究转向采用FPGA来实现FIR滤波器。而对于FIR滤波器要充分考虑其资源与运行速度的合理优化,各种不同的FIR滤波结构各具优缺点,在了解各种结构优缺点后才能更好地选择合适结构来实现FIR滤波。
1 FIR数字滤波器
FIR数字滤波器由有限个采样值组成,设计中在满足幅值特性时,还能保证精确、严格的相位特性,因此在信号处理等领域得到广泛的应用。
对于FIR滤波器,其输出y(n)表示为如下形式:

式中:N为滤波器的阶数(或抽头数);x(i)表示第i时刻的输入样本;h(i)为FIR滤波器的第i级抽头系数。
由于FIR滤波器的冲击响应为一个有限序列,其系统函数可表示为:

FIR滤波器的基本结构如图1所示。FIR滤波器只在原点处存在极点,所以这使得FIR滤波器具有全局稳定性。同时FIR滤波器满足线性相位条件,其冲击响应序列为实数且满足奇对称或偶对称条件,即:

2 实现方法
运用FPGA来实现FIR数字滤波器的结构多种多样,但是主要有以下几类:串行结构、并行结构、转置型结构、基于FFT算法结构、分布式结构。其他类型的FIR滤波器结构都可以由以上几种结构衍生而来。
2.1 串行结构
由表达式(1)可知,FIR滤波器实质是做一个乘累加运算,其滤波器的阶数决定了一次乘累加的次数,其串行结构如图2所示。

串行结构的FIR滤波器结构简单,硬件资源占用少,只需要复用1个乘法器和1个加法器,所以成本较低。但是,这种结构的FIR滤波器要经过多个时钟周期才有输出,同时,内部时钟周期还受到乘法器运算速度的影响,所以该结构的FIR滤波器处理速度慢,只适用于滤波阶数较低且处理速度要求低的系统。
2.2 并行结构
将串行结构的FIR滤波器展开就可以得到并行结构的FIR滤波器,并行FIR滤波器结构又称作直接型FIR滤波器结构,这种结构是直接根据图1的滤波器结构,用多个乘法器和加法器并行实现。通常考虑到其滤波器系数的对称性,先对输入值进行加法运算,再进行乘法运算,最后累加输出,以此来减少乘法器的个数,其结构如图3所示。

并行结构的FIR滤波器在1个周期内可以完成1次滤波,运行速度快,虽然利用滤波系数对称性,但仍要占用大量的乘法器和加法器,特别对于滤波阶数高的滤波器,其资源占用较多,如对于256阶的滤波器,其需要128个乘法器来实现。为提高滤波器速度,常引入流水线结构,即在每次加法或者乘法运算后加入1个寄存器存储数据,使得滤波器可以运行在更高的频率上。
2.3 转置型结构
根据转置定理,如果将网络中所有的支路方向倒转,并将输入x(n)和输出y(n)相互交换,则其系统函数H(z)不变。通过转置定理,将并行结构的FIR滤波器变换就可以得到转置型FIR滤波器,其结构如图4所示。

基于并行结构的转置型FIR滤波器实现了数据的并行输入,在1个周期内就能完成1次滤波,并且各级结构相同,在每个阶段都可以读出数据,可以对滤波阶数进行扩展或者缩减,实现任意阶数的滤波器。但是由于基于的是并行结构,便有着并行结构的一些缺点,主要是对于高阶的滤波器,其资源占用量是巨大的,设计成本高。虽然这样,转置型FIR滤波器仍是应用广泛的一种滤波器。
2.4 基于FFT的结构
应用快速傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)实现FIR滤波器是一种快速实现滤波算法的重要途径。由式(1)可知,FIR滤波器的输出y(n)是输入x(n)与系统冲击响应序列h(n)的卷积,应用FFT可以快速实现卷积变换。如图5所示,先将输入信号x(n)通过FFT变换为它的频谱采样值X(k),然后再与FIR滤波器的频响采样值H(k)相乘,H(k)可事先存放在存储器中,最后再将乘积X(k)H(k)通过快速傅里叶反变换(IF-FT)还原为时域序列,即得到输出y(n)。

为实现FFT,根据两有限长序列的线性卷积可用其循环卷积代替而不发生混叠,必须选择循环卷积长度N≥N1+N2-1,即将x(n)和h(n)补零至长度为N的序列,即:

在基于FFT的FIR滤波器结构中,求X(k),H(k)以及反傅里叶变换y(n)需要的乘法次数均为N/2log2N,而计算X(k)H(k)需要N次乘法,所以基于FFT的总乘法次数为mf=3/2Nlog2N+N。由于h(n)满足式(3)条件,所以直接卷积所需的乘法次数为md=1/2N1N2。假设N1=N2,则比较这两种乘法计算量有:

从表1可知,当N1<42时,FFT法的运算量小于直接卷积的运算量,当N1=42时,FFT法的运算量与直接卷积的运算量相当,当N1>42时,FFT法的运算量大于直接卷积的运算量,并且随着N1增加,FFT法的运算速度越来越快,特别是N1=8 192时,FFT法的运算速度与直接卷积相比快上将近100倍。

2.5 分布式结构
2.5.1 分布式算法原理
分布式算法(distributed arithmetic,DA)于1973年就由Croisier提出,但是直到FPGA出现,才广泛的被应用于FPGA中计算乘累积和。
对于有符号数x(n)可以用下式的补码形式表示:

对于式(7)中的h(i)xb(n-i)代表着输入数据x(n-i)的第i位与抽头系数h(i)的乘积,对于FIR滤波器,其系数h(i)是常数,所以可以事先构造一个查找表。该查找表存储所有h(i)xb(n-i)的乘积值,通过输入(xb(N-1),xb(N-2),…,xb(0))对该表寻址,然后将查得的值乘上2b后移位累加便得到滤波器输出y(n)。该查找表构造规则如表2所示。

2.5.2 基于分布式算法的FIR滤波器结构
基于分布式算法的FIR滤波器主要有3种结构类型。
(1)第一种结构为串行分布式结构。串行分布式FIR滤波器的原理为,首先用所有N个输入量的最低位对DA查找表进行寻址查值,得到一个部分积,将部分积右移一位即相当于除以2后放到寄存器中暂存。同时,N个输入量的次低位开始对DA查找表进行寻址查值,得到另一个部分积,把该部分积与上一个储存在寄存器中的值进行相加,相加后的值再右移一位放到寄存器中。以此重复循环累加,直到所有位数都寻址完
成,注意最高位寻址后的部分积是相减,最后所得到的值就是所需要的结果。
当N过大,即FIR滤波器的滤波阶数很高时,采用一个查找表来实现将使得存储查找表的ROM变得十分庞大。为此可采用部分表结构,即将查找表划分为多个部分,N个输入量的同一位对应不同的部分表寻址。图6所示即为基于4输入部分表结构的串行DA结构。

(2)第二种结构为并行分布式结构。并行分布式结构就是将N个输入量的不同位进行同时查表,而相同位送入同一个ROM寻址,不同位有不同的ROM。其结构如图7所示。

第三种结构为串并结合分布式结构。它是一种折中方案,既要求速度不太高又要求资源占用少。对于串行分布式算法,是一次一位(one bit-at-a-time,1BAAT)查找表,而并行分布式算法是一次B位(B bits-at-a-time)。所以串并结合分布式算法采用一次多位,如2BAAT,3BA-AT。图8所示为4BAAT查找表结构图。
图8中位数B是4的倍数,SRL为移位寄存器。SRL中第1行从右边数第1列为数据的0位,第2列为数据的1位,第3列为数据的2位,第4列为数据的3位。类似地,第2行右数第1列为数据的4位,第2列为数据的5位,第3列为数据的6位,第4列为数据的7位。以后各行按相似的数位顺序排列。在第一个时钟周期,数据的0,4,…,B-4位同时进入查找表ROM中,查出所要的数据,第二个时钟周期,1,5,…,B-3位同时进入ROM中,查出所要的数据,所查得的数据传递给下一级累加器进行累加,这样依次对剩下的各数据位进行同样的操作。由于每个块之间相差4位,即16倍,为了对应位相加,所以乘16。FIR滤波器的分布式算法结构比单独用乘法器实现的速度快,特别是滤波阶数越高,其优势更加明显。分布式结构中,串行结构是1次查询1位,所以对B位的数据在不算上移位寄存等的时间,完成1次滤波需要B个时钟周期;而并行结构只需要1个时钟周期便完成滤波,所以并行结构是速度最优的结构,但是并行结构需要B个DA查找表,需要大量的ROM来储存,加大了硬件资源的消耗,特别是阶数越高,硬件规模将十分膨大;串并结构综合两种结构优势,实现在速度和规模上的协调。实际应用中。需根据系统的要求来选择合适的结构。
3 结语
本文定性地分析了各种FIR滤波器的FPGA实现方法。对于低阶的FIR滤波器可采用串行结构、并行结构以及转置型结构来实现,而并行结构和转置型结构的FIR滤波器以牺牲资源损耗来实现了速度上优势;对于高阶的FIR滤波器,基于乘法器结构的串行结构、并行结构及转置型结构在速度上难以达到高速处理的要求,而分布式算法将乘法转换为查表和累加的结构,使得分布式结构的FIR滤波器在速度上得到了提高,但三种不同形式的分布式结构要在综合考虑资源以及速度的基础上进行合理选择;同样采用FFT实现的FIR滤波器以减少运算量来获得了速度上的提高,特别是滤波阶数越高其速度提升越明显。
现代工程技术领域对滤波系统的带宽、高速、信号的实时性处理等方面要求越来越高,在运用FPGA来实现FIR滤波中,基于乘法器结构的FIR滤波器无法满足以上要求,而分布式结构的FIR滤波器巧妙地运用ROM查找表来实现固定系数的乘累加运算,避免了乘法运算,并且在随后的每级加法运算中引入流水线结构,提高了速度。因此采用分布式算法实现FIR滤波器是目前研究的热点,同时无论哪种分布式算法都要使用ROM来做查找表,但是随着滤波阶数的增加,ROM的数量将会增加,在进一步提高速度的情况下如何减少ROM的数量是今后亟待解决的问题。
(本文转自电子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0331/article_1969.html)

E. FPGA 查找表功能是如何实现的

FPGA 查找表功能实现:

  1. 查找表(Look-Up-Table)简称为LUT,LUT本质上就是一个RAM。目前FPGA中多使用4输入的LUT,所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的16x1的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后,PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果,并把结果事先写入RAM,这样,每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表,找出地址对应的内容,然后输出即可。

  2. CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。

  3. CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。

  4. 在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。

  5. FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

  6. CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。

  7. CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

  8. 在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。

  9. CPLD保密性好,FPGA保密性差。

  10. 一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。

F. CPLD与FPGA有何区别

******FPGA基于SRAM的架构,集成度高,以LE(包括查找表、触发器及其他)为基本单元,有内嵌Memory、DSP等,支持IO标准丰富。具有易挥发性,需要有上电加载过程。在实现复杂算法、队列调度、数据处理、高性能设计、大容量缓存设计等领域中有广泛应用,如Altera Stratix系列。
******CPLD基于EEPROM工艺,集成度低,以MicroCell(包括组合部分与寄存器)为基本单元。具有非挥发特性,可以重复写入。在粘合逻辑、地址译码、简单控制、FPGA加载等设计中有广泛应用,如Altera MAX3000A系列。
********详细比较:尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点
①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FP GA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。

③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FP GA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。

④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。

⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

⑦在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。

⑧CPLD保密性好,FPGA保密性差。

⑨一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。

G. cpld与fpga工作原理有什么不同

尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点:
①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FP GA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。
③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FP GA可在逻辑门卤喑?而CPLD是在逻辑块下编程。
④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
⑦在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,
每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。
⑧CPLD保密性好,FPGA保密性差。
⑨一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。
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但这些区别都是性能问题,通常不用太关心
你可以近似认为cpld和fpga是一回事

H. FPGA和CPLD的区别

FPGA与CPLD的概念及其区别

一、FPGA与CPLD的基本概念
1.CPLD
CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(LMC,Logic Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成,其中LMC逻辑结构较复杂,并具有复杂的I/O单元互连结构,可由用户根据需要生成特定的电路结构,完成一定的功能。由于 CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连,所以设计的逻辑电路具有时间可预测性,避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。到90年代,CPLD发展更为迅速,不仅具有电擦除特性,而且出现了边缘扫描及在线可编程等高级特性。较常用的有Xilinx公司的EPLD和Altera公司的CPLD。
2. FPGA
FPGA通常包含三类可编程资源:可编程逻辑功能块、可编程I/O块和可编程互连。可编程逻辑功能块是实现用户功能的基本单元,它们通常排列成一个阵列,散布于整个芯片;可编程I/O块完成芯片上逻辑与外部封装脚的接口,常围绕着阵列排列于芯片四周;可编程内部互连包括各种长度的连线线段和一些可编程连接开关,它们将各个可编程逻辑块或I/O块连接起来,FPGA在可编程逻辑块的规模,内部互连线的结构和采用的可编程元件上存在较大的差异。较常用的有Altera、Xinlinx和Actel公司的FPGA。FPGA一 般用于逻辑仿真。电路设计工程师设计一个电路首先要确定线路,然后进行软件模拟及优化,以确认所设计电路的功能及性能。然而随着电路规模的不断增大,工作 频率的不断提高,将会给电路引入许多分布参数的影响,而这些影响用软件模拟的方法较难反映出来,所以有必要做硬件仿真。FPGA就可以实现硬件仿真以做成模型机。将软件模拟后的线路经一定处理后下载到FPGA,就可容易地得到一个模型机,从该模型机,设计者就很直观地测试其逻辑功能及性能指标。
二、FPGA与CPLD区别
尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点:
①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。
③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。
④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
⑦在编程方式上,CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编 程器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其 优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。
⑧CPLD保密性好,FPGA保密性差。
⑨一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。
随着复杂可编程逻辑器件(CPLD)密度的提高,数字器件设计人员在进行大型设计时,既灵活又容易,而且产品可以很快进入市常许多设计人员已经感受到 CPLD容易使用。时序可预测和速度高等优点,然而,在过去由于受到CPLD密度的限制,他们只好转向FPGA和ASIC。现在,设计人员可以体会到密度 高达数十万门的CPLD所带来的好处。

I. CPLD和FPGA在应用上有什么不同

FPGA是现场可编程逻辑门阵列的简称,是电子设计的一个里程碑。CPLD是复杂可变成逻辑器件的简称。尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件,有很多共同特点,但由于CPLD和FPGA结构上的差异,具有各自的特点:
1)、CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FP GA更适合于完成时序逻辑。换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。

2)、CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。

3)、在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程;FP GA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。

4)、FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。

5)、CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。

6)、CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

7)、在编程方式上,CPLD主要是基于EEPROM或FLASH存储器编程,编程次数可达1万次,优点是系统断电时编程信息也不丢失。CPLD又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。FPGA大部分是基于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。

8)、CPLD保密性好,FPGA保密性差。

9)、一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显。

随着FPGA门数以及性能的提高,可以将现在的许多数字电路部分下载到FPGA上,实现硬件的软件化,包括51核,DSP核以及其他的一些数字模块,到最后一个系统板子就剩下电源、模拟电路部分,接口部分以及一块FPGA。FPGA可以说是芯片级的PCB板,在一个芯片里设计原来的电子系统的所有数字电路部分。现在也有将ARM核嵌入到FPGA里面的,比如Altera公司的Nois核。Nois是一个软核,是有软件编写的一个32位处理器,并不是硬件上存在的处理核,该核工作频率为50HZ,现在用于许多图像处理以及其他的很多网络设备。利用锁相环技术可以将频率成倍提升,一般的ARM核是将锁相环做到芯片里面的,在变成的时候可以对某个寄存器进行设置从而达到分频和倍频的目的。而将DSP核嵌入到FPGA里面去实现强大的计算功能是Altera公司近期推出的一系列芯片的一个优点。Altera公司的Stratix II系列芯片采用内嵌的DSP核,但是其DSP核的计算速度比现在业界上最快的DSP芯片还要快几个数量级。

关于编程方式,目前的 CPLD主要是基于E2 PROM或 FLASH存储器编程 ,编程次数达 1万次。其优点是在系统断电后 ,编程信息不丢失。CPLD又可分为在编程器上编程和在系统编程 (ISP) CPLD两种。 ISP器件的优点是不需要编程器 ,可先将器件装焊于印制板 ,再经过编程电缆进行编程,编程、调试和维护都很方便。FPGA大部分是基于 SRAM编程 ,其缺点是编程数据信息在系统断电时丢失 ,每次上电时 ,需从器件的外部存储器或计算机中将编程数据写入 SRAM中。其优点是可进行任意次数的编程,并可在工作中快速编程 ,实现

J. vhdl在fpga上实现流水灯程序有问题,请高手帮忙

process(clk)

begin

if(rising_edge(clk)) then

count<=count+'1';

end if;

if(count(30)='1') then

led<=num;

count<=(others=>'0');

num<=num(6 downto 0) &num(7); --循环移位

end if;

end process;

你的第一个程序,下面一个if并没有在敏感列表的clk下。其实相当于2个进程:
process(clk)

begin

if(rising_edge(clk)) then

count<=count+'1';

end if;
end process;

process
if(count(30)='1') then

led<=num;

count<=(others=>'0');

num<=num(6 downto 0) &num(7); --循环移位

end if;

end process;

这样就不能在边进行触发了。所以写程序的时候还是严格一点比较好。按照下面的格式,所有的逻辑关系要写在--your logic 的位置。
process(clk,rst)
begin
if rst = '1' then

elsif rising_edge(clk) then
--your logic
end if;
end process;
这样一个格式才和verilog中的
always @ (posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
end
else begin
//your logic
end
end
相同。

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