CPLD(Complex Programmable Logic Device)とは？意味をわかりやすく簡単に解説

CPLD(Complex Programmable Logic Device)とは

CPLDはComplex Programmable Logic Deviceの略称であり、複雑なプログラマブルロジックデバイスを指します。これは、ユーザーが特定の用途に合わせて内部回路をプログラムできる集積回路の一種であり、電子機器の設計において柔軟性とカスタマイズ性を提供します。

CPLDは、複数のプログラマブルロジックアレイ（PLA）やプログラマブルアレイロジック（PAL）などの単純なPLDを、より大規模で複雑な構造に統合したものです。これにより、CPLDはより多くのロジックゲートとフリップフロップを内蔵し、複雑なデジタル回路の実現を可能にします。

CPLDは、試作段階での回路検証や、少量生産のカスタム回路、あるいは製品の機能変更が予想される場合に適しています。また、FPGAと比較して消費電力が少なく、コストも低い傾向があるため、特定の用途においてはFPGAの代替として利用されることもあります。

CPLDの構造と応用

「CPLDの構造と応用」に関して、以下を解説していきます。

• CPLDの内部構造
• CPLDの主な応用分野

CPLDの内部構造

CPLDの内部構造は、複数のファンクションブロックと呼ばれるプログラマブルなロジックブロックと、それらを相互接続するプログラマブルなインターコネクトマトリックスで構成されています。各ファンクションブロックは、ANDゲートやORゲートなどの基本的なロジックゲートと、フリップフロップなどの記憶素子を含んでいます。

インターコネクトマトリックスは、これらのファンクションブロック間の接続をプログラム可能にすることで、複雑な回路を柔軟に実現します。CPLDのプログラミングは、通常、ハードウェア記述言語（HDL）を用いて設計された回路情報を、専用のプログラミングツールを用いてデバイスに書き込むことによって行われます。

CPLDの主な応用分野

CPLDは、その柔軟性とコスト効率から、様々な分野で応用されています。産業用制御機器においては、シーケンス制御やモーター制御などの複雑なロジック処理に利用され、高速かつリアルタイムな制御を実現します。通信機器においては、データ処理やプロトコル変換などの用途に用いられ、システムの性能向上に貢献します。

また、CPLDは、家電製品や医療機器などの組み込みシステムにおいても、カスタムロジックの実現やインターフェース制御に利用されています。さらに、CPLDは、FPGAと比較して消費電力が少ないため、バッテリー駆動の携帯型デバイスなどにも適しています。