يشعر الكثير من الناس ، وخاصة الطلاب والمبتدئين ، بالارتباك عندما يتعلق الأمر بالاختيار بين FPGA و CPLD لأن كلاهما عبارة عن رقائق منطقية رقمية معروفة. ومع ذلك ، فإن بنيتها الداخلية تختلف في معايير مختلفة.
FPGA مقابل CPLD
الفرق بين FPGA و CPLD هو أن FPGA (مصفوفة البوابة القابلة للبرمجة الميدانية) لها بنية معقدة ، والتي تعتبر دقيقة ، في حين أن CPLD (التصميم المنطقي للبرمجة المعقدة) لديها بنية أبسط ، والتي تعتبر حبوب خشنة.
FPGA عبارة عن شريحة منطقية للبرمجة ذات بنية معقدة ودقيقة للحبيبات. يعتمد على ذاكرة الوصول العشوائي. إنه متقلب ، مما يعني أنه إذا تم فصل الطاقة ، فسيؤدي ذلك إلى فقدان البيانات. إنه أكثر ملاءمة نسبيًا للتطبيقات المعقدة. كما أنه يستهلك طاقة أكبر بالمقارنة. بل هو أيضا أكثر تكلفة.
من ناحية أخرى ، تم تصميم CPLD بمساعدة EEPROM ، ولها بنية بسيطة وخشنة. إنه أكثر ملاءمة للتطبيقات الأبسط. إنه غير متطاير ، مما يعني أنه إذا تم فصل الطاقة ، فلن تفقد أي بيانات. تميل إلى استهلاك طاقة أقل عند مقارنتها بـ FPGA.
جدول المقارنة بين FPGA و CPLD
| معلمات المقارنة | FPGA | CPLD |
| بالشكل الكامل | مصفوفة البوابة القابلة للبرمجة الميدانية | تصميم منطق البرمجة المعقدة |
| بنيان | غرامة الحبوب | الحبوب الخشنة |
| كثافة | متوسطة الى عالية | منخفض إلى متوسط |
| استهلاك الطاقة | متوسط | متوسط |
| كلفة | غالي الثمن | الرخيص |
| مرتكز على | الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب | إيبروم |
| التقلب | قد تفقد البيانات في حالة انقطاع التيار الكهربائي. | لن يؤدي انقطاع التيار الكهربائي إلى فقدان البيانات. |
| نسبة الشبشب | أكثر | أقل |
| التطبيقات | أفضل للتطبيقات المعقدة | أفضل للتطبيقات الأبسط |
| أداء | أداء يمكن التنبؤ به ومستقل عن التنسيب والتوجيه الداخلي. | الأداء يعتمد على التوجيه. |
ما هو FPGA؟
يرمز FGPA إلى مصفوفة البوابة القابلة للبرمجة الميدانية ، وهي شريحة منطقية قابلة للبرمجة. يمكن برمجتها للقيام بأنواع مختلفة من الوظائف الرقمية. إنها دائرة متكاملة تم تصميمها خصيصًا ليتم تكوينها بواسطة العملاء أو المصممين بعد عملية التصنيع.
يوفر قدرًا هائلاً من الموارد المنطقية وعناصر التخزين التي يمكن أن تساعد في إنشاء أنظمة معقدة. تعتبر هندسته المعمارية دقيقة الحبيبات. يتيح ذلك للرقائق قدرة منطقية أعلى.
وهي مكونة من ما يصل إلى 100000 كتلة منطقية صغيرة وتتكون أيضًا من مزيج من المنطق والشبشب والذاكرة. إنها باهظة الثمن ولكن يمكن أن تكون ميسورة التكلفة إذا كنت تشتريها لكل بوابة.
يعتمد على ذاكرة الوصول العشوائي ، مما يعني أنه يتطلب بعض الإجراءات الخاصة. لبرمجة جهاز ، يجب أن تصف أولاً "الوظيفة المنطقية" باستخدام جهاز كمبيوتر. ينتج عن هذا إنشاء ملف ثنائي يمكن تنزيله في FPGA.
تستخدم FPGAs ذاكرة قراءة فقط خارجية لتحميل بيانات التكوين وإعداد النسيج قبل أن يبدأ في العمل. هذا يعني أنه سيكون هناك تأخير زمني بعد بدئه وقبل أن يبدأ العمل.
ليس من السهل توقع أي تأخير في هذه البرمجة. كما أنها تستهلك المزيد من الطاقة. كما أنها أقل أمانًا نسبيًا. يعتمد أدائها على التوجيه الذي تم تنفيذه لتطبيق معين.
تميل FPGAs إلى استخدام تخزين التكوين القائم على SRAM. هذا يعني أنها متقلبة. قد يتم فقد البيانات المخزنة في الذاكرة في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
ما هو CPLD؟
يرمز CPLD إلى جهاز منطقي قابل للبرمجة المعقدة. إنها دائرة متكاملة يمكن استخدامها لتنفيذ الأنظمة الرقمية. تم تصميمه بمساعدة ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة كهربائيًا ، والمعروفة باسم EEPROM.
هيكلها أقل تعقيدًا ، مما يجعلها أكثر ملاءمة لتطبيقات المنطق البسيطة. لديها فقط عدد قليل من الكتل المنطقية ، تصل إلى 100. إنها أنواع من الأجهزة الخشنة.
فهي غير متقلبة ، مما يعني أن بياناتها لن تضيع في حالة انقطاع التيار الكهربائي. إنها أرخص من FPGAs وتوفر مدخلاً أسرع لمدة الإخراج. هذا يرجع إلى هندستها المعمارية البسيطة.
تبدأ CPLDs بمجرد تشغيلها. التأخيرات متوقعة ومن السهل القيام بتحليل الوقت. هذا لأنها أبسط ، وعدد الوصلات أقل. لديهم أيضًا استهلاك أقل للطاقة.
تعتبر أكثر أمانًا بسبب تصميمها التخزيني المدمج في الذاكرة غير المتطايرة. يمكن التنبؤ بأدائها ومستقل عن الوضع والتوجيه الداخلي. إنها مناسبة للتصميمات منخفضة إلى متوسطة الكثافة.
لا يمكن إعادة برمجتها إلا لعدد محدود من المرات. يوفر الحد الأدنى من موارد المنطق. هم أكثر ملاءمة في تصميمات عدد البوابات الصغيرة.
الاختلافات الرئيسية بين FPGA و CPLD
استنتاج
كل من FPGA و CPLD عبارة عن شرائح منطقية رقمية رائعة وشائعة. تم تطويرها لتحقيق كثافة وسرعة الدائرة ، والتي يمكن أن تكون مماثلة لـ ASIC ولكن لها وقت استجابة أقصر. يوفر FPGA موارد منطقية واسعة النطاق ، في حين أن CPLD بسيطة وتحتوي على عدد أقل من التوصيلات البينية.
يعد FPGA أكثر ملاءمة للتطبيقات المعقدة نظرًا لأنه يتمتع بحبيبات دقيقة وبنية معقدة ، في حين أن CPLD أكثر ملاءمة للتطبيقات الأبسط نظرًا لأنه يحتوي على بنية حبيبية بسيطة وخشنة.
مراجع
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/500200
- https://books.google.co.in/books؟hl=ar&lr=&id=vggmNXdzayYC&oi=fnd&pg=PP1&dq=fpga+and+cpld&ots=s7HjirG-ea&sig=15OMJOILY2a0Z0–fescnq551-KPk&red= 20 و٪ 20cpld & f = خطأ
