FPGA 是基于 PAL、GAL、EPLD、CPLD 和其他可编程设备产品的迅速发 展而出现的。FPGA 当作 ASIC 方面的一种半定制电路产生的，不仅克服了定制 电路的缺点，还攻克了之前可编程元件门电路的不足之处。

ASIC 完成逻辑的基本结构之间的配合是采用确定的与非门的，但是 FPGA 却需要被重复的编写录入，并且仅运用一种容易重复设置的结构。现在大部分的 FPGA 都运用了鉴于 SRAM 技术的查找表结构，因为这样的查找表可以充分满足 这个条件。还有一些军工级别和宇航级别的 FPGA，它们运用的是 Flash 或者熔 丝和反熔丝技术的查找表结构。要对 FPGA 进行反复设置，就可以经过编写录入 程序来更改查找表信息的办法完成。

依据数字电路的常识能够了解到，关于一个 N 输入的逻辑计算，无论是或与 非计算或者异或计算，至多就能够出现 2N 种情况。因此如果提前把对应的情况 存储在一个存储模块，就好比完成了与非门电路的功效。对于 FPGA 来说也是同 一个道理，它经过编写录入代码来设置查找表的内容，进而可以在同样的电路的 情况下完成不一样的要求。

查找表（Look-Up-Table）简称为 LUT，实际上 LUT 也是一个随机读写存储 器（RAM）。现在四输入的 LUT 被广泛运用于 FPGA，因此各个 LUT 能够看作就 是一个有四位地址线的随机读写存储器（RAM）。主要使用者利用原理图或 HDL

语言形容了一个逻辑电路之后，PLD/PFGA 可以自己运算出逻辑电路全部会出现 的情况。而且真值表（即结果）会提前录入随机读写存储器（RAM），因此，当 录入一个信号去完成逻辑计算就相当于录入了一个地址去完成查表，找到地址相 对应的部分，最后输出就可以了[8]。

现在大部分的 FPGA 还是基于查找表技术的，相比于之前版本的基本性能已 经有了很大的超越，而且融合了基本的性能（如随机读写存储器、时钟管理和 DSP）的硬核（ASIC 型）模块。FPGA 的芯片大致可以分为七个单元，分别是： 可编程输入输出、基本可编程逻辑、完整的时钟管理、嵌入式随机读写存储器、 丰富的布线空间、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块[9]。

所有模块的作用如下： (1)可编程输入输出单元(IOB)

I/O 单元又称为可编程输入/输出单元，芯片通过它与外部元器件进行连接， 进而实现在不一样的电气特征下带动和配合输入/输出信号。FPGA 里的 I/O 可 以分成不一样的组，各组都可以单独应付不一样的 I/O 准则。可以利用软件进行 简单方便的设置，去适应不一样的电气标准和 I/O 物理特征，也可以改变上、下 拉阻值，调节驱动电流的数值[10]。

外面的录入信号能够经过 IOB 模块的储存单元录入到 FPGA 的里面，还能够 直接录入 FPGA 里面。在外面的录入信号通过 IOB 模块的储存单元录入带 FPGA 里面的时候，可以减少它的维持时间（Hold Time）的请求，一般默许是零。FPGA 的 IOB 模块一般要被分割成不确定的几个组（bank）以利于约束和顺应各种电 气标准。每一个组（bank）的接口电压(VCCO)来确定接口准则，一个组只可以 有一个接口电压，但是不一样的组的接口电压是能够不一样的。仅有同一电气标 准的接口才可以相接起来，接口电压的电压一样是接口标准的根本要求[11]。

（2）可配置逻辑块（CLB）

FPGA 里的最小逻辑单元为可配置逻辑块。每一个可配置逻辑块都含有一个 可设置的开关矩阵，可配置逻辑块的真是数目和特征会根据元件的不一样而不相 同。一些选型电路（多路复用器等）和触发器、四个或者 6 个输入构成了这些开 关矩阵[12]。它是非常灵敏的，如果想利用它方便处理逻辑的配合、移位寄存器或 者随机读写存储器（RAM），只需要对它进行设置。