初识FPGA
1.1 FPGA是什么
1.1.1 名词解释
FPGA是一种以数字电路为主的集成芯片，于1985年由Xilinx创始人之一发明，属于可编程逻辑器件（PLD）的一种。这个时间比摩尔定律出现晚了20年左右，但是FPGA一经发明，后续的发展速度之快，超出了大多数人的想象。
1.1.2 FPGA 发展历程
在PLD未发明之前，工程师使用若干个逻辑门的离散逻辑芯片进行电路系统的搭建，复杂逻辑的功能实现比较困难。
为了解决这个问题，20世纪70年代，可编程逻辑阵列（Programmable logic array, PLA）问世，PLA中包含了一些固定数量的与门、非门，分别组成了 与平面 和 或平面 ，即 与链接矩阵 和 或链接矩阵 。以及仅可编程一次的连接矩阵，因此可以实现一些相对复杂的与、或多项表达式。
与PLA一起问世的还有可编程只读存储器（Programmable Read-Only memory ，PROM），与PLA相同，PROM内部包含 与链接矩阵 和 或链接矩阵 ，但是与门链接矩阵是硬件固定的，只有或门链接矩阵是可以编程的。
若只有 与门 的连接矩阵可编程，而或门 的连接矩阵是硬件固定的，这种芯片叫做可编程阵列逻辑器件（Programmable array logic，PAL），根据输出电路工作模式的不同，PLA可分为三态输出、寄存器输出、互补输出，但是PAL任然使用熔丝工艺，只可编译一次。
在PAL的基础上，有发展出了通用阵列逻辑器件（Generic array logic，GAL），相比与PLA，GAL有两点改进：一是采用了电可擦除的CMOS工艺，可以多次编程。二是采用了可编程的输出逻辑宏单元。通过编程OLMC可将GAL的输出设置成不同的状态，仅用一个型号的GAL就可以实现所有的PAL器件输出电路的工作模式，增强了器件的通用性。
| 器件种类特性 | FPGA | CPLD |
| 内部结构 | 查找表（look up table） | 乘积项（product term） |
| 程序存储 | 内部为SRAM，外部为Flash或EEPROM | 内部为Flash或EEPROM |
| 资源类型 | 触发器资源丰富 | 组合逻辑资源丰富 |
| 集成度 | 高 | 低 |
| 使用场合 | 完成比较复杂的算法 | 完成控制逻辑 |
| 速度 | 快 | 慢 |
| 其他资源 | RAM，PLL，DSP等 | / |
| 保密性 | 一般不能保密（可以使用加密 IP） | 可加密 |
FPGA的类型是从内部的实现机理来讲的，可以分为SRAM技术、基于反熔丝技术、基于EEPROM/Flash技术。就电路结构结构来讲，FPGA可编程是指三个方面的可编程：可编程逻辑块、可编程IO、可编程布线资源。可编程逻辑块是FPGA可编程的核心，上面提到的三个技术也是针对可编程逻辑块的技术。