CPLD与FPGA对比解析及电子设计基础概念

"PLD习题解答包含了CPLD与FPGA的区别、FPGA的查找表（LUT）原理、硬件描述语言与硬件之间的转换、状态机设计、时钟分频、JK触发器的应用、边沿检测、三段式状态机的优势、I/O Block的理解、PWM的原理以及流水线技术的介绍。" 1. CPLD与FPGA的区别： - CPLD（Complex Programmable Logic Device）更适合处理组合逻辑和算法，而FPGA（Field-Programmable Gate Array）更适合处理时序逻辑，拥有更高的集成度和更复杂的布线结构。 - CPLD的使用更加便捷，它采用E2PROM或FASTFLASH技术，不需要外部存储器，而FPGA的编程信息存储在外部SRAM中，系统断电后信息丢失，需要每次上电重新加载。 - 从保密性来看，CPLD优于FPGA，功耗方面，CPLD可能较大，特别是随着集成度增加。 - 在编程方式上，CPLD通过修改固定内连电路的逻辑，FPGA则通过改变内部连线进行编程，提供了更大的灵活性。 2. FPGA的查找表（LUT）： - LUT本质上是一种基于SRAM的地址解码器，输入作为地址，输出为对应的解码结果。 - 它可以用于生成任何逻辑函数，无论是从LUT写函数还是反向读取。 3. 硬件描述语言（HDL）与硬件之间的转换： - "看书"提示，理解HDL如VHDL或Verilog如何描述硬件逻辑，并将其转化为实际的电路设计。 4. 状态机设计： - 独热码在状态机中的应用能减少组合逻辑，提高工作时钟频率，尽管需要更多的触发器。 - 阻塞与非阻塞的时序控制在波形图中可以清晰地体现出来。 - 奇数分频，如3分频和5分频，可以通过特定的逻辑门组合实现。 5. JK触发器实现滤波： - P111页可能提供了JK触发器用于滤波的详细设计。 6. 边沿检测： - 可以实现上升沿和下降沿检测的原理图和代码，这对于数字信号处理至关重要。 7. 三段式描述状态机的好处： - 分离组合逻辑和时序逻辑，便于优化和维护。 - 更符合设计思维，使代码更清晰易懂。 - 相比一段式状态机，代码量更少，简洁高效。 8. ioblock： - ioblock通常指FPGA中的输入/输出块，是FPGA中处理I/O功能的关键部分。 9. PWM（脉宽调制）： - PWM是一种通过调整脉冲宽度来控制信号平均值的技术，广泛应用于模拟信号生成和功率控制等领域。 10. 流水线技术： - 通过将处理任务分割成多个阶段并行执行，流水线设计能显著提高系统速度，但会增加寄存器逻辑，消耗更多芯片资源。 以上内容涵盖了PLD设计的多个核心概念和技术，对于学习和理解PLD设计具有重要的指导意义。