CPLD与单片机的区别

Question

有一个全彩LED电子屏（就是户外超大形的那种），要不停的根据TF卡当中的数据（也就是1与0）来输出 ： 或者850ns的高电平与400ns的低电平（这是TF卡当中的数据为1的情况）， 或者850ns的低电平与400ns的高电平（这是TF卡当中的数据为0的情况）【也就是一位这样的数据的时间为1.25us】 控制一个LED像素，就得这么1.25us的脉冲24位！它还要500个LED串联！！也就是要输出连续的12000个变化（得根据TF卡当中的内容来改变高低电平的时间）的脉冲！我想了一个要用STM32这样的芯片，在这样快的速度之下实现判断并且再输出，几乎不太可能。我见过人家的一个电路，我见上面用的是EMP240T100这个CPLD。我现在想知道的是：做这样的工作【从TF卡，或者SD卡当中读取数据，判断，然后再输出控制脉冲】EMP240T100能不能行？【废话，一定能行，人家现成的产品就是这么搞的】这个CPLD与单片主要的区别是什么？它主要是用来做一些什么工作的？强项是什么？我现在想学习一下

Answer 1

　　CPLD与单片机的主要区别：

CPLD由需要用户编程实现想要的处理功能，而单片机的功能已经设计好了，由用户自己编程来使用它的部分或全部功能。

单片机是软件方法实现，而CPLD是硬件实现的。可以把CPLD看成是一款专用的解码芯片。因为是硬件实现，所以强项就是快。就好像用电脑看电影，用CPU软件解码可以做，也可以用显卡硬件解码，当然硬件解码比较快。

　　CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。

　　单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

Answer 2

CPLD是可编程逻辑阵列，1.可编程，2.是逻辑阵列。
通俗地说就是通过编程，使之实现一堆数字逻辑芯片的组合功能。比如你想用一堆74之类的片子，你得布线、焊接，时间、人力成本以及可靠性，都不如一片CPLD。

对于你这个应用CPLD与单片机的区别，单片机可用实现高级别的逻辑以及运算，而CPLD一般用来做门电路类的逻辑；单片机自身能够做到数十MHz级别的脉冲控制，而CPLD至少高一个数量级；单片机因为外设所限，一般几个到十几个脉冲输出口，而CPLD可以有几十个。

你说的500个LED，是要同时控制这么多？刷新时间要求呢？单片机做几路这个频率的输出是没问题的，如果要同时控制，则需要缓冲电路，而CPLD可以在一片芯片中编程实现比较大规模的缓冲电路，当然用缓冲芯片也可以就是了。。。

Answer 3

已经有人回答的挺完整了，我补充一下。从代码来说，单片机是执行代码的器件，如果前一句代码没执行，下一句肯定没办法执行（效率低的原因）。而FPGA也有代码，只是代码叫HDL语言，这个代码是用来生成相应的电气链接的，因为CPLD是逻辑阵列，里面有很多基本的逻辑单元，我用的FPGA（CPLD的进化版）就是与非门阵列，与非门通过一定的组合可以组成触发器，触发器可以组合成寄存器、计数器等，那么如何知道该怎么组合，就是HDL语言的作用了。既然是HDL是一种硬件描述语言，那么就没有先后之分了，也就是在CPLD可以工作前，里面的组合必需要全部完成。你可能不理解，既然在工作前要把器件生成，那么如何先后执行某个功能？先后执行某个功能是靠器件的排列实现的，如果你先生成一个D触发器，把触发器的输出作为计数器的输入，那么运行的时候自然就D触发器先运行。那么既然生成的是器件，那么几乎所有的数字器件都可以生成，包括单片机，我曾用NIOS生成单片机，写入单片机的代码执行程序。

最后说一句，CPLD是比较早的东西，自然也比较廉价，如果学习用的话，我建议还是用FPGA，FPGA比CPLD的集成门电路更多，也就是资源更多，可以生成的器件越大型，而且频率会更高，我的FPGA可以达到200Mhz以上（ALTERA的EP2C8），而另一个是可以达到1Ghz的输出（XILINX的XC6LX16-CS324）。

追问

寥寥数语，说明了我好多天都不能理解的东西。定是大侠了。那么，可以给我这个对FPGA一窍不通的门外汉，推荐几本FPGA入门的书吗？谢谢。太谢谢了。

追答

FPGA的参考书很多很多呢，但其实一类器件，并不是书能够解决的，最重要的是动手。建议你先大致了解一下FPGA的内部构造和功能实现的方法，而后学习Verilog HDL语言，当然，如果学习其他语言，如VHDL也是可以的，只是如果你有C语言基础，Verilog更容易入手罢了。而大部分的书都是在讲语言的，目前我看过的都是如此，但有基本书不错，只是难度比较大，比如ALTERA的官方教程（以前在图书馆借过来看的，名字也忘了），那本书侧重讲的是解决方案，如时序问题，毛刺的解决等，是一本比较深奥的书，有上下两册，一册入门篇，一册高级篇。你也可以去ALTERA的官方网站，里面我电子教程，以前我也去看过，好像是英语讲述的。也可以到VeryCD去下载视频教程，好VERYCD里面也有ALTERA的官方教程。至于书，我就不推荐了，因为我觉得我所看过的书都是一个抄一个，没有一本让我太深刻。
如果要买器件，我建议买ALTERA的，因为比较便宜，而且很多资料都是用ALTERA的芯片。

Answer 4

TM1812 哈哈