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Forum: Offtopic Unterschied CPLD, FPGA und ASIC


Autor: piere (Gast)
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Hi,
kann mir mal jemandd er Unterschied zwischen den drei genannten 
Bausteinen erklären? - zumindest FPGA und CPLD sind ja sehr ähnlich - 
aber wo genau liegt der Unterschied?

Gruß Piere

Autor: rene (Gast)
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Stueckzahl, Komplexitaet und Kosten. Ein cPLD ist ein Bauteil mit 32 bis 
1000 Flipflops und Lookuptabellen vornedran. Ein FPGA beginnt etwa da 
und geht bis 10 millionen Flipflops. Ein ASIC kann alles, ist aber in 
der Entwicklung dermassen teuer, dass sich das erst ab einigen 100k 
Stueck lohnt.

Autor: piere (Gast)
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okay alles klar!
Danke!

Autor: 6638 (Gast)
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Ein ASIC is maskenprogrammiert, die CPLD & FPGA sind in-circuit 
programmierbar. Daher benoetigt die gleiche Funktionalitaet in einem 
ASIC viel weniger Platz ist daher einiges guenstiger. Man verwendet 
ueblicherweise  FPGAs zur Entwicklung von ASICs. Ja, das ASIC wird 
vollstaendig simuliertt, aber wenn das Konzept falsch war, macht der 
Chip zwar was er sollte, aber trotzdem das Falsche. Daher benotigt man 
eine gewisse flexibilitaet, muss trotzdem Feld Testen. Gewisse 
Produktgruppen entwickeln sich schneller als sich eine ASIC Entwicklung 
lohnen wuerde. Dies sind zb die Grafikcontroller. Wenn man mit dem alten 
in Serie gehen koennte, kommt schon die naechste Generation.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Der wesentliche Unterschied zwischen CPLD und FPGA ist, dass das CPLD
direkt mit einem ROM konfiguriert wird, während das FPGA mit einem RAM
arbeitet.  Daher braucht ein FPGA noch einen separate ROM, aus dem
beim Start die Konfiguration in den RAM geladen wird.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>Der wesentliche Unterschied zwischen CPLD und FPGA ist, dass das CPLD
>direkt mit einem ROM konfiguriert wird, während das FPGA mit einem RAM
>arbeitet.

Die meisten. Es gibt auch FPGAs mit ROM, z.B. von Actel.

Kleine Anmerkung zu den Zahlen oben.

CPLDs haben 32..512 FlipFlops, grössere kenn ich nicht.
FPGAs haben bis ca. 100.000 FlipFlops, 10 Millionen hat kein heute 
verfügbares.

CPLD/FPGA : Niedrige Entwicklungskosten, schnell sofort neu 
programmierbar (Fehlerkorrektur, Entwicklung, Update beim Kunden), 
relativ teuere ICs

ASIC : Hohe Entwicklungskosten, langwierige Entwicklung, billigere ICs, 
schneller als FPGAs

MFG
Falk

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) schrieb am 24.02.2008 um 17:26 Uhr:
>Der wesentliche Unterschied zwischen CPLD und FPGA ist, dass das CPLD
>direkt mit einem ROM konfiguriert wird, während das FPGA mit einem RAM
>arbeitet.

Das ist ein Unterschied -- ob das der Wesentliche ist kann wohl 
angezweifelt werden. (Übrigens gibt es ja bereits FPGAs mit internem 
nichtflüchtigen Speicher.)

Und zum Thema "CPLD, FPGA und ASIC" gibt es im Internet bereits so viele 
Erklärungen, dass ...

Autor: mr.chip (Gast)
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> Gewisse Produktgruppen entwickeln sich schneller als sich eine ASIC
> Entwicklung lohnen wuerde. Dies sind zb die Grafikcontroller.

Das würde also heissen, PC-Grafikkarten (insbesondere neue 
High-End-Produkte) basieren nicht auf ASICs? Kann ich mir nicht recht 
vorstellen, denn ein Hersteller in diesem schnellebigen Bereich wird 
sicherlich die nötigen Design-Konzepte entwickelt haben, so dass man 
auch ASCIs schnell in Serie bauen kann.

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Die meisten. Es gibt auch FPGAs mit ROM, z.B. von Actel.

Ja, aber da wird AFAIK auch erst beim booten das ROM in das RAM geladen.

Der ganze Witz an den FPGAs ist ja, dass sie RAM-bassiert sind und 
deshalb so gigantische Komplexität erreichen können.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  mr.chip (Gast)

>Das würde also heissen, PC-Grafikkarten (insbesondere neue
>High-End-Produkte) basieren nicht auf ASICs?

Das sind ASICs. Die Feinsten vom Feinen!

> Kann ich mir nicht recht
>vorstellen, denn ein Hersteller in diesem schnellebigen Bereich wird
>sicherlich die nötigen Design-Konzepte entwickelt haben, so dass man
>auch ASCIs schnell in Serie bauen kann.

Kann man, wenn man die ManPower und Kohle dafür hat.

MfG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Unbekannter (Gast)

>> Die meisten. Es gibt auch FPGAs mit ROM, z.B. von Actel.

>Ja, aber da wird AFAIK auch erst beim booten das ROM in das RAM geladen.

Aber nicht bei Actel. Das ist Antifuse-Technologie, ähnlich den CPLDs.

MFG
Falk

Autor: piere (Gast)
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Okay danke für die vielen Antworten!

aber prinzipiell kann man doch sagen dass FPGA's bei weitem komplexer 
sind als CPLD's - unter anderem auch deswegen weil sie eben 
RAM-basierend sind!?

Und ASIC's sind dann eben fest gebrannte (oder anderweitig hergestellte) 
IC's die sich erst in Grossserie rechnen wenn man auch absolut sicher 
ist, dass kein Fehler mehr in der Matrix ist, richtig?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ piere (Gast)

>aber prinzipiell kann man doch sagen dass FPGA's bei weitem komplexer
>sind als CPLD's

Ja.

>- unter anderem auch deswegen weil sie eben RAM-basierend sind!?

Naja, quasi.

>Und ASIC's sind dann eben fest gebrannte (oder anderweitig hergestellte)
>IC's die sich erst in Grossserie rechnen wenn man auch absolut sicher
>ist, dass kein Fehler mehr in der Matrix ist, richtig?

Ja. Wobei es da noch verschiedene ASIC gibt

Gate Arrays, Standard Cell und Full Custom. In der Reihenfolge immer 
leistungsfähiger aber auch (wesentlich) teurer.

MfG
Falk

Autor: Florian (Gast)
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> Ja. Wobei es da noch verschiedene ASIC gibt
>
> Gate Arrays, Standard Cell und Full Custom. In der Reihenfolge immer
>leistungsfähiger aber auch (wesentlich) teurer.

Das stimmt nicht. Es gibt auch kleine Analog-Chips, die Full Custom 
gemacht werden, die dann aber wesentlich billiger sind, also grosse rein 
digitale oder mixed-signal-ICs. Man kann da auch nicht sagen, dass sie 
leistungsfähiger sind. Es sind eben Analog- und keine Mixed-Signal- oder 
Digital-ICs.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Florian (Gast)

>Das stimmt nicht. Es gibt auch kleine Analog-Chips, die Full Custom
>gemacht werden, die dann aber wesentlich billiger sind, also grosse rein
>digitale oder mixed-signal-ICs.

Mit teuer meinte ich die Entwicklungskosten, nicht die 
Herstellungskosten der ICs in grossen Stückzahlen.

MFG
Falk

Autor: T.M. (Gast)
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>> Die meisten. Es gibt auch FPGAs mit ROM, z.B. von Actel.

>Ja, aber da wird AFAIK auch erst beim booten das ROM in das RAM geladen.

>Aber nicht bei Actel. Das ist Antifuse-Technologie, ähnlich den CPLDs.

Actel hat 2 grundlegende Technologien: Antifuse für kleine bis mittlere 
Komplexität in Hochsicherheits-Systemen (extrem sicher gegenüber 
Strahlung). Flash für mittlere bis hohe Komplexität (sehr sicher 
gegenüber Strahlung). Soweit ich weiss, dient der Flash direkt als 
Speicher der Konfiguration, das heißt beim "Starten" ist der FPGA sofort 
da, es wird nichts erst in einen SRAM kopiert.
Sowas macht eher Lattice zB. bei seiner XP-Serie, da wird am Anfang erst 
vom Flash in den SRAM kopiert, der dann die LUTs konfiguriert.

Autor: Florian (Gast)
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@ Falk Brunner

Auch bei den Entwicklungskosten stimmt diese Aussage nicht. Ein kleiner 
Analog-Chip mit Full-Custom-Layout ist auch in der Entwicklung nicht 
teurer als ein digitaler oder mixed-signal Chip, der sehr gross ist. Es 
kommt dabei immer auf den Einzelfall an. Man kann nicht sagen, dass 
Full-Custom in der Entwicklung immer teurer ist.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Florian (Gast)

>Analog-Chip mit Full-Custom-Layout ist auch in der Entwicklung nicht
>teurer als ein digitaler oder mixed-signal Chip, der sehr gross ist. Es

Äpfel und Birnen . . .

MFG
Falk

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