1.4 CPLD/FPGA器件的应用选择

不同公司的PLD器件在性能、价格、逻辑规模和封装以及提供的EDA工具软件平台等方面各有所长。要在开发项目中做出对器件的最佳选择，需要考虑到以下几个问题。

1）器件的逻辑资源量 进行项目开发，首先要考虑的就是所需器件的逻辑资源能否满足项目的设计需要。由于PLD器件的应用模式是首先将器件设计安装在目标板上，然后设计其内部逻辑功能，因此很难在选件之前准确确定设计所需的逻辑资源量。因此，适当估测一下所需的逻辑资源，再考虑系统升级、预留某些资源等方面的因素，可大体确定某一系列的芯片。

实际开发中，影响资源占用情况的因素是多方面的，如硬件描述语言的选择、综合适配器的选择、目标器件的逻辑单元的形式和实现方法等。

2）芯片速度的选择 随着可编程逻辑器件的集成技术的不断进步，CPLD/FPGA器件的工作速度也不断提升，目前Pin to Pin延时已达到ns级。因此在一般应用中，器件的工作速度已经足够了。Altera公司和Xilinx公司的可编程逻辑器件的标称工作频率已经达到了800MHz甚至更高。但在系统设计中，芯片的工作速度并非简单的越快越好。设计时，选用于目标系统最高工作频率相匹配的芯片速度即可。因为器件的高速性能越好，意味着其对外界微小毛刺信号的敏感性越好，也就更容易引入干扰。这会给电路板设计带来更大难度。若电路处理不当，或编程前的设置不当，就容易使系统处于不稳定的工作状态。

3）器件功耗的选择 由于编程的需要，多数CPLD的工作电压为5V。FPGA的工作电压的发展趋势则是越来越低，3.3V和2.5V的低工作电压已经越来越普遍。因此，就低功耗、集成度方面而言，FPGA具有绝对优势。

4）CPLD 与 FPGA 的对比选择 CPLD/FPGA的选择使用主要看目标系统的设计需要。对于普通规模且产量不大的项目，通常采用CPLD，原因如下。

☺ 在中小规模范围内，CPLD价格较低，能够直接应用于系统。各系列CPLD器件的逻辑资源量都属于中小规模范围（1000~50 000门）。芯片选择范围宽，上市速度快。

☺ 开发CPLD的EDA软件平台较容易获取。有不少PLD公司提供免费的开发软件，如Lattice公司的ispExpert、Synaio，Vantis公司的Design Director，Altera公司的Baseline和Xilinx公司的Webpack等。

☺ CPLD的结构多采用EEPROM或FLASH ROM，因此具有逻辑结构下载后掉电不丢失的特点，适用更加方便。

☺ CPLD的载系统可编程特性使得硬件修改和升级方式极为简便。

☺ 由CPLD内部结构特点决定，引脚间的信号延时几乎是固定的，而与逻辑设计无关，因此设计调试比较简单，逻辑设计中的毛刺现象较容易处理。

对于大规模的逻辑设计则多采用FPGA。从逻辑规模上看，FPGA器件覆盖了大中规模范围，其逻辑门数从5000门到2 000 000门。由于FPGA内部结构多为SRAM型，所以掉电后将丢失原有配置信息，因此需要为FPGA芯片配备一个专用ROM，将系统的配置信息下载到ROM中，每次上电时，从ROM中读取配置信息。

5）封装选择 CPLD/FPGA的封装形式多种多样。对于封装形式的选择，应结合引脚数目需求、机械强度、散热性能等，与应用环境和系统电路设计需要相匹配进行选择。

另外，在器件选择时，还需根据系统设计需要对三态门、触发器的数量等因素加以考虑。 /8xERM8vdxlqCht1pa0in16LcekXYg6YTDVkMb9DSniiNx4FSWenBJqaaPGhZw2K