FPGA是一种集成电路，包含许多（64至10000多个）相同的逻辑单元，可以将它们视为标准组件。每个逻辑单元可以独立承担一组有限的个性中的任何一个。单个单元通过电线矩阵互连和可编程开关。

通过为每个单元指定简单的逻辑功能并有选择地闭合互连矩阵中的开关来实现用户的设计，通过将这些基本模块组合以创建所需的电路来创建复杂的设计现场可编程意味着FPGA的功能由用户的程序定义取决于设备的具体情况，该程序会在电路板组装过程中永久或半永久性地“刻录”，或在每次开机时从外部存储器加载。

FPGA具有三个主要的可配置元素：可配置逻辑块（CLB），输入/输出块和互连。CLB提供用于构建用户逻辑的功能元素。

IOB提供封装引脚和内部信号线之间的接口。可编程互连资源提供路由路径，以将CLB和IOB的输入和输出连接到适当的网络。现场可编程门阵列（FPGA）提供了定制CMOS VLSI的优势，同时避免了传统掩膜门阵列的初始成本，时间延迟和固有风险。通过将配置数据加载到内部存储单元中来定制FPGA。复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）成为每个系统设计的关键部分。有许多具有不同架构/过程的不同FPGA。

目前，在市场上可以买到的FPGA主要有四类：对称阵列，基于行，分层PLD和门海。在所有这些FPGA中，互连及其编程方式都不同。

当前有四种技术正在使用中。它们是：静态RAM单元，反熔丝，EPROM晶体管和EEPROM晶体管。取决于应用，一种FPGA技术可能具有该应用所需的功能。

在静态RAM中，FPGA可编程连接是使用通过晶体管，传输门或SRAM单元控制的多路复用器进行的。该技术允许快速在线重新配置。主要缺点是RAM技术所需的芯片尺寸以及需要从某个外部源（通常是外部非易失性存储芯片）将芯片配置加载到芯片上。FPGA可以从外部串行或字节并行PROM（主模式）中主动读取其配置数据，也可以将配置数据写入FPGA（从模式和外设模式）。FPGA可以被编程无数次。

防熔丝处于高阻抗状态。并可以设置为低阻抗或“熔融”状态。该技术可用于编写比RAM技术便宜的设备。

此方法与EPROM存储器中使用的方法相同。无需外部配置存储即可存储编程。基于EPROM的可编程芯片无法在网上进行重新编程，需要通过UV擦除进行清除。

此方法与EEPROM存储器中使用的方法相同。无需外部配置存储即可存储编程。基于EEPROM的可编程芯片可以电擦除，但通常无法在线进行重新编程。

通信，计算和消费电子行业中的许多新兴应用都要求在系统制造后保持其功能灵活。为了应对不断变化的用户需求，系统功能的改进，不断变化的协议和数据编码标准，支持各种不同用户应用程序的需求等，需要这种灵活性。

FPGA具有大量此类单元，可用作复杂数字电路中的构建块。自定义硬件从未如此轻松地开发。像微处理器一样，基于RAM的FPGA可以在几分之一秒内在电路中进行无限地重新编程。甚至可以针对现场产品进行设计修订，并且可以轻松快捷地实现。利用重新配置还可以减少硬件。

尽管可重配置FPGA技术已经在商业上使用了十多年，但是能够支持可重配置系统设计的可用工具的数量仍然非常有限。许多这样的现有工具都基于常规的静态FPGA设计流程，并且需要专家技能和即兴创作才能产生可工作的可重配置系统。

从理论上讲，FPGA结合了专用的，针对应用进行了优化的硬件的速度以及可以灵活地更改芯片资源分配的能力，因此同一系统可以运行针对每个应用进行了优化的许多应用。

但是从历史上看，FPGA一直很难编程，以至于很难利用这些优势。能够支持可重配置系统设计的可用工具数量仍然非常有限。

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