认清CPLD和FPGA

　　我们再来以cyclone系列为例看看FPGA的内部结构：

　　FPGA内部主要就是由LAB单元，连线和IO单元组成。一个LAB单元又包含若干个LE模块。LE模块是Cyclone FPGA的基本逻辑单元，下图是LE模块的具体结构：

　　初看上去好像比较复杂，其实最主要的部分就是LUT查找表模块，以及后面的D触发器。其他都是一些清零进位旁路等等控制信号逻辑。也就是说查找表是FPGA最根本的逻辑单元。Cyclone FPGA使用的是4输入LUT查找表。我们设计的逻辑电路最终都是通过EDA工具把所有可能的结果计算出来然后储存在查找表里面。每次根据输入信号查找对应的结果，然后输出就可以了。也就是说FPGA的工作更像是一个RAM，根据不同的输入信号(地址)输出相应的数据。

　　通过上面的结构图比较我们就可以清楚的看出来CPLD是由实实在在的组合电路组成的，而FPGA说到底就是一个巨大的查找表!也正是这个根本的差异造成了CPLD和FPGA各方面的不同。除了Altera以外，主要的CPLD和FPGA生产厂商还有Xilinx，Actel，Lattice以及Atmel等。各家公司的产品各有特点，在架构上会略有区别，但基本原理都是相同的。下面我们整理一下CPLD和FPGA的主要区别：

　　1) CPLD的逻辑阵列更适合可重复编程的EEPROM或Flash技术来实现。而FPGA显然是利用SRAM技术更合适。
　　2) 由于是EEPROM或者Flash工艺决定了CPLD是有一定的擦写次数限制的。而FPGA在实际使用中几乎可以说是无配置次数限制。
　　3) CPLD由于采用的是EEPROM或者Flash工艺所以配置掉电后不丢失，也就不需要外挂配置芯片。而FPGA采用的是SRAM工艺，配置在掉电后就没有了，因此需要一个外部配置芯片。
　　4) CPLD的安全性更高。由于配置芯片的存在，FPGA的保密性就会比CPLD略差。逻辑数据有可能被读取。(当然FPGA芯片会有一定的加密措施)
　　5) CPLD由于不需要上电重新配置，所以上电后可以马上工作。而FPGA上电后需要配置时间，逻辑量的大小配置方式的区别也会影响配置时间的长短。
　　6) 由于CPLD的连续式布线结构，决定了它的时序延时是均匀和固定的。而FPGA采用的分段式布线结构造成了延时不固定。
　　7) 由于工艺难度的差异，CPLD一般集成度较低，大多为几千门或几万门的芯片规模，做到几十万门已经很困难。而FPGA基于SRAM工艺，集成度更高，可以轻松做到几十万门甚至几百万门的芯片规模，最新的FPGA产品已经接近千万门的规模。
　　8) 同样由于结构的差异，CPLD更适合完成的是复杂的组合逻辑，如编、译码的工作。而FPGA更适合做复杂的时序逻辑。换句话说就是FPGA更适合触发器丰富的逻辑结构，CPLD适合于触发器有限但是乘积项丰富的逻辑结构。
　　9) 也是由于工艺的原因，一般CPLD会比FPGA的功耗高。