lvfei 发表于 2010-12-28 18:44:12

新手求教：FPGA/CPLD和单片机的区别，谢谢大家

我是新手，刚开始接触CPLD，之前有使用单片机的经验，但是一直不清楚FPGA/CPLD和单片机之间的区别
按我的理解，单片机型号齐全，种类繁多，能能够满足绝大多数的应用场合，我们要做的只是选择适当的型号而已，就一定能够满足使用要求；
而，对于FPGA/CPLD，看了一些介绍，我理解为高集成度的逻辑门，通过逻辑门的组合实现期望的组合逻辑或数字逻辑功能；
但是，为什么要这么做，或者是这么做不是很麻烦吗，直接用单片机不就OK吗？单片机不也是基于数字逻辑运算吗，干嘛非得要弄出逻辑门来？
此外还有几个小问题：FPGA/CPLD的可靠性是不是更高，成本是不是也低啊，再有就是之前听别人说FPGA/CPLD的速度更快，是纯硬件的，不是通过软件来实现，但是我查了查它的速度好像也不是很高啊，几十M到上百M左右吧。

renpeng009 发表于 2010-12-28 18:50:20

我一开始也是这么认为的，随着学习的深入，我才知道，对于FPGA来说，最大的优势是并行处理，而这恰恰是单片机望尘莫及的。单片机内部的核心部件也是用逻辑门构成的，但这是死的，无法随意改变。FPGA内部有大量的逻辑门，可以由工程师自由发挥。

lvfei 发表于 2010-12-28 18:51:11

再有就是，我看到CPLD好像是主要实现特定的组合逻辑功能，能够减小单片机的负担，实现所需要的功能十分的方便，以此类推，是不是大型的FPGA就是实现一些比较复杂的逻辑功能的吗？
我一直在想的就是，它们之间在功能上能不能替换，或者是到哪一天单片机把FPGA/CPLD完全取代了，或是相反。

lvfei 发表于 2010-12-28 18:56:22

回复【1楼】renpeng009 大鹏集成
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这个并行处理让我想到了PLC，个人还是感觉PLC与单片机相比，并没有任何优势啊，只是它的可靠性高，但是它也是使用单片机的核，好像西门子的PLC用的处理器和英飞凌的XE166系列单片机是相同的，而且单独用嵌入式做开发的话成本会控制的很低，而且可靠性也没问题吧

ssaweee 发表于 2010-12-28 19:12:57

回复【2楼】lvfei吕飞
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不能替换，但是fpga可以做成单片机甚至编程为几个单片机在里面都可以

单片机如何做高速数字逻辑呢？你想想单片机一个指令差不多就要一个周期，逻辑多了忙不过来，，而cpld内部的逻辑门是独立的，大多设计的逻辑都是一个时钟的逻辑（多时钟的为流水线结构）

lbc___ 发表于 2010-12-28 19:22:04

FPGA的速度体现在一个时钟周期内能并行地干很多事情，而处理器一类的一个周期只能执行一条指令。。

renpeng009 发表于 2010-12-28 19:22:44

我认为这是两个不同的领域，不存在谁取代谁的可能性。鉴于我也是初学者，没办法阐述得十分详细，有待楼主自行体会。

huangdog 发表于 2010-12-28 19:27:51

CPLD/FPGA关键在于并行处理。他的高速、稳定是单片机不能相比的

这个我觉得确实需要自己体会

zj_llh 发表于 2010-12-28 19:27:52

我的理解：FPGA的工作过程是硬件的概念，单片机的运行过程是软件的概念

lvfei 发表于 2010-12-28 19:30:07

回复【6楼】renpeng009 大鹏集成
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应该还是像你说的这样，应用在不同的领域吧，各有特点，对于初学来说，都无法把它们的都功能发挥出来，所以也看不到它们的优势，我再深入的学习吧，谢谢~~~

lvfei 发表于 2010-12-28 19:36:08

回复【8楼】zj_llh
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硬件和软件的区别是一个方面，经过大家的点拨，我还是明白了不少，外在的看它们的使用特点，具体的应用场合的区别，还是不太明确。

windingway 发表于 2010-12-28 19:39:35

去年接触了几个月的FPGA/CPLD，把它看做是数字电路，比开始就当成单片机拿来VHDL/Verilog语言来学要好。比起单片机来说，FPGA的并发执行能力让我印象深刻，看看综合后的电路实现，才发现自己的设计有多糟糕。。
不计代价的话，用FPGA可以做出各种单片机核，毕竟单片机也是用逻辑器件构成的。

lvfei 发表于 2010-12-28 19:42:49

回复【7楼】huangdog
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如此说来，FPGA/CPLD还是在速度方面更胜一筹，这也是它们的巨大优势吧。还有一点，我感觉单片机有些通用性吧，而FPGA/CPLD的专用性更强一些吧

lvfei 发表于 2010-12-28 19:54:12

回复【11楼】windingway
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听你这么说，我还是从基本的数字逻辑电路开始学习吧，现在要用CPLD和单片机通信，应该也不会复杂，至于更加高端的功能，以后再慢慢学习了。

lvfei 发表于 2010-12-28 19:56:58

回复【7楼】huangdog
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这样看来，还是不能混在一起了，它们都有独特的优势，而用FPGA去模拟实现单片机也太不经济了，还是要让它实现更加擅长的纯逻辑运算吧，这样理解应该更贴切吧。

lvfei 发表于 2010-12-28 19:58:28

回复【4楼】ssaweee
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流水线的结构速度应该也比较快吧，所以个人认为单片机的速度还是不错的。

ssaweee 发表于 2010-12-28 20:32:15

回复【15楼】lvfei吕飞
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流水线是为了解决当逻辑级联导致延时增加

“
这样看来，还是不能混在一起了，它们都有独特的优势，而用FPGA去模拟实现单片机也太不经济了，还是要让它实现更加擅长的纯逻辑运算吧，这样理解应该更贴切吧。
　 ”
在高速逻辑为主cpu控制为辅时fpga中使用处理器的核还是比较好的。
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