和器件的开发应用选择

2．6　FPGA和CPLD器件的开发应用选择

由于各PLD公司的FPGA／CPLD产品在价格、性能、逻辑规模和封装（还包括对应的EDA软件性能）等方面各有千秋，不同的开发项目，必须做出最佳的选择。在应用开发中一般应考虑以下几个问题。

1）器件的逻辑资源量的选择

开发一个项目，首先要考虑的是所选器件的逻辑资源量是否满足本系统的要求。

2）芯片速度的选择

随着可编程逻辑器件集成技术的不断提高，FPGA和CPLD的工作速度也不断提高，pin to pin延时已达ns级，在一般使用中，器件的工作频率已足够了。

3）器件功耗的选择

由于在线编程的需要，CPLD的工作电压多为5V，而FPGA的工作电压的流行趋势是越来越低，3．3V和2．5V的低工作电压在FPGA的使用中已十分普遍。

4）FPGA／CPLD器件的选择

FPGA／CPLD器件的选择主要根据开发项目本身的需要，对于普通规模且产量不是很大的产品项目，通常使用CPLD比较好。原因有以下几点。

（1）在中、小规模范围内，CPLD价格较便宜，能直接应用于系统。

（2）开发CPLD的EDA软件比较容易得到，其中不少PLD公司将有条件地提供免费软件。

（3）CPLD的结构大多为EEPROM或Flash ROM形式，编程后即可固定下载的逻辑功能，使用方便，电路简单。

（4）目前最常用的CPLD多为在系统可编程的硬件器件，编程方式极为便捷。

（5）CPLD中有专门的布线区和许多块，无论实现什么样的逻辑功能，或采用怎样的布线方式，引脚至引脚间的信号延时几乎是固定的，与逻辑设计无关。

FPGA的使用途径主要有以下4个方面。

（1）直接使用。如CPLD直接用于产品的电路系统板上。

（2）间接使用。其方法是首先利用FPGA完成系统整机的设计，包括最后电路板的定型，然后将检证成功的设计软件，如VHDL程序，交付厂商进行相同封装形式的掩模设计。

（3）硬件仿真。由于FPGA是SRAM结构，且能提供庞大的逻辑资源，因而适用于做各种逻辑设计的仿真器件。从这个意义上讲，FPGA本身即为开发系统的一部分。

（4）专用集成电路ASIC设计仿真。

5）FPGA和CPLD封装的选择

FPGA和CPLD器件的封装形式很多，其中主要有PLCC、PQFP、TQFP、RQFP、VQFP、MQFP、PGA和BGA等。每一芯片的引脚数从28脚至484脚不等，同一型号类别的器件可以有多种不同的封装。常用的PLCC封装的引脚数有28、44、52、68至84脚等几种规格。

6）其他因素的选择

相对而言，在三家PLD主流公司的产品中，Altera和Xilinx的设计较为灵活，器件利用率较高，器件价格较便宜，品种和封装形式较丰富。但Xilinx的FPGA产品需要外加编程器件和初始化时间，保密性较差，延时较难事先确定，信号等延时较难实现。