FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫,即現場可程式化門陣列,它是在PAL、GAL、PLD等可程式化器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用整合電路(ASIC)領域中的一種半定製電路而出現的,既
解決了定製電路的不足,又克服了原有可程式化器件門電路數有限的缺點。
FPGA採用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個新概念,內部包括可配置邏輯模組CLB(Configurable Logic Block)、輸出輸入模組IOB(Input Output Block)和內部連線(Interconnect)三個部分。FPGA的基本特點主要有:
1)採用FPGA設計ASIC電路,使用者不需要投片生產,就能得到合用的晶片。 --2)FPGA可做其它全定製或半定製ASIC電路的中試樣片。
3)FPGA內部有豐富的觸發器和I/O引腳。
4)FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發費用最低、風險最小的器件之一。
5) FPGA採用高速CHMOS工藝,功耗低,可以與CMOS、TTL電平相容。
可以說,FPGA晶片是小批量系統提高系統整合度、可靠性的最佳選擇之一。
目前FPGA的品種很多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。
FPGA是由存放在片內RAM中的程式來設定其工作狀態的,因此,工作時需要對片內的RAM進行編程。使用者可以根據不同的配置模式,採用不同的編程方式。
加電時,FPGA晶片將EPROM中資料讀入片內編程RAM中,配置完成後,FPGA進入工作狀態。掉電後,FPGA恢複成白片,內部邏輯關係消失,因此,FPGA能夠反覆使用。FPGA的編程無須專用的FPGA編程器,只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。當需要修改FPGA功能時,只需換一片EPROM即可。這樣,同一片FPGA,不同的編程資料,可以產生不同的電路功能。因此,FPGA的使用非常靈活。
FPGA有多種配置模式:並行主模式為一片FPGA加一片EPROM的方式;主從模式可以支援一片PROM編程多片FPGA;串列模式可以採用串列PROM編程FPGA;外設模式可以將FPGA作為微處理器的外設,由微處理器對其編程