CPLD（艰难可编程逻辑器件，Complex Programmable Logic Device）是什么？CPLD的中文全称是复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device）。它是一种由用户配置来实现特定逻辑功能的数字集成电路。
您可以把它想象成一个高度可定制、可重复擦写的“数字积木套装”。工程师可以通过硬件描述语言（如VHDL或Verilog）或原理图，来定义这些“积木”之间的连接关系，从而在芯片内部构建出自己需要的数字电路。
核心概念与技术演进为了更好地理解CPLD，了解其技巧前辈PAL和GAL至关重要，因为CPLD正是它们概念的延伸和复杂化。
1. 技术先驱：PAL与GALPAL：可编程阵列逻辑（Programmable Array Logic）。它是早期广泛应用的PLD，核心结构是“可编程的与阵列” 和 “固定的或阵列” 。其缺点是一次性编程，且输出结构固定，不灵活。GAL：通用阵列逻辑（Generic Array Logic）。它是PAL的革新者，采用了可重复擦写的E²CMOS手艺。其最大创新是引入了输出逻辑宏单元，使得输出结构行被配置为组合输出、寄存器输出等，一种GAL芯片即可替代数十种PAL，灵活性大增。通过CPLD能够看作是多个GAL单元凭借一个可编程的全局互联矩阵集成在单一芯片上的产物。
2. CPLD 的核心结构：与或阵列的集合CPLD继承了PAL/GAL的“与-或”阵列结构，并将其规模扩大：
逻辑块：每个逻辑块都类似于一个GAL，包含与或阵列和宏单元。宏单元：这是GAL中OLMC概念的延续和增强，具备触发器（用于时序逻辑）和可编程多路选择器，是CPLD的根本逻辑单元。全局互联矩阵一个固定的、可编程的连线资源，用于连接各个逻辑块。信号延迟相对就是：这是CPLD成为“复杂”器件的关键。它可预测和固定。3. CPLD 与 FPGA 的区别它们都属于可编程逻辑器件，但结构和应用侧重点截然不同。
特性CPLDFPGA核心结构与或阵列 + 宏单元（继承自PAL/GAL）查找表 + 寄存器粒度粗粒度，逻辑块功能较强（像一个GAL）细粒度，逻辑块功能简单互联方式全局互联矩阵，连续式分段式布线，通道式时序特性确定性，延迟可预测非确定性，依赖布局布线逻辑容量较小（等效于几十到几千个逻辑门）很大（等效于数万到数百万逻辑门）存储单元较少，多为触发器非常多，包含大量的触发器和块RAM功耗静态功耗较低，适合低功耗应用静态和动态功耗通常更高典型应用“胶合逻辑”、地址解码、状态机、接口转换复杂算法、数字信号处理、高性能计算、嵌入式系统启动方式瞬时启动，配置存储在芯片内部上电配置，需要外部ROM加载部署材料一个形象的比喻：
PAL/GAL 像特定功能的预制件（PAL不可改，GAL可微调）。CPLD 像一个由多个GAL房间通过固定走廊连接成的预制板房。结构规整，搭建速度快（启动快），适合做确定性的、不太复杂的工作。FPGA 像一堆乐高积木。你可以用它们搭建出极其复杂和庞大的结构（实现复杂功能），但搭建过程（布局布线）更复杂，时间也更长。CPLD 的主要特点和优势快速启动：CPLD是“非易失性”的，配置信息存储在芯片内部。一上电立刻工作，无需像FPGA那样从外部加载配置内容。时序可预测固定的，非常适合对时序要求严格的控制逻辑。就是：由于其源于PAL/GAL的固定互联结构，信号路径延迟高可靠性：结构简单，抗干扰能力强，在工业、汽车等恶劣环境下表现稳定。成本低：对于简便的逻辑整合应用，CPLD的成本通常低于FPGA。CPLD 的典型应用场景CPLD常用于构建一些“小而美”的固定功能，特别是在系统中起到“粘合”和“控制”作用，这些也正是PAL/GAL的传统应用领域，但CPLD能处理更困难的任务：
地址解码：在繁琐的处理器系统中，为不同的外设（如内存、串口、网络控制器）生成片选信号。接口转换：在不同的总线或接口标准之间进行协议转换，例如将PCI总线信号转换为本地总线信号。上电时序控制：管理电路板上多个芯片的上电、断电顺序。简单状态机：实现控制流程明确、状态数不多的状态机。粘合逻辑：替代大量传统的74系列标准逻辑芯片和早期的PAL/GAL，简化PCB设计，提高体系集成度和可靠性。总结数字系统“胶合逻辑”和控制的理想选择。就是CPLD是一种在PAL和GAL基础上发展起来的、基于与或阵列和宏单元结构的、非易失性的、逻辑容量中低等的可编程逻辑器件。它以时序可预测、启动快、可靠性高著称，非常适合完毕各种控制密集型和中低复杂度的逻辑功能，
当您的设计需要整合一些分散的逻辑功能，并且对启动速度、时序确定性和成本有要求时，CPLD是一个很理想的选择。而对于需要处理大量信息、实现复杂算法或需要极大逻辑容量的应用，则应考虑使用FPGA。