注意及引用

由于本人学习FPGA尚处于初级阶段，大部分资料学习来源于 Xilinx暑期学校以及《Xilinx FPGA原理与实践》，故部分内容引用于以上两处，且一般以目前流行的 Xilinx 7 系列 FPGA 进行分析，由于个人能力问题，思考难免出现问题，恳请各位大佬进行批评指正。

FPGA整体概述

FPGA，Field-Programmable Gate Array，学术解释为现场可编程门阵列，用人话来说就是由多个 可以编程 且 互连连接的可配置逻辑块 (CLB)，组成矩阵，构成的一个整体的半导体器件。
FPGA，其实是很多代可编程器件升级迭代的集成化产物，他经历了PAL（70年代，一次性的可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）、CPLD（复杂可编程阵列逻辑）。他改变了专用集成电路（ASIC）中大部分算法“冻结”无法更改的缺陷，一旦设计制造完成后电路就固定的问题在FPGA中得以解决，并且也克服了可编程器件门电路数量有限的缺点。但不可否认的是，ASIC由于其特定性，成本低体积小是它的一个优势。

总结：FPGA是制程工艺上年的逻辑实现虚拟化层，允许芯片流片后再决定电路

FPGA相关术语

可编程（Programmable）
开发者视角，可以对FPGA进行编程

可重构（Reconfigurable）
针对器件特性的描述，器件上的电路可以被重构

可定制（Customizable）
针对应用/客户，可以为其定制硬件

软件定义（Software）
可用软件设计方式重新定义硬件功能

FPGA基本逻辑结构

FPGA因为其采用逻辑单元阵列，故分为可配置逻辑模块（CLB）、输入输出模块（IOB）、内部连线（Interconnect）三个部分。

整体来讲，FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器（具有记忆功能的，两个稳定状态“0”和“1”）的输入端，模块之间通过连线互相连接，通过触发器再去驱动其他逻辑电路。

可配置逻辑单元（CLB）

CLB是FPGA体系结构的核心。在CLB中一般情况下包含很多个Slice。Slice是一个包括查找表、进位链和寄存器的组合模块。
Slice又分为SliceM和SliceL，配合使用使芯片在保证能力和性能的同时，实现低成本和低功耗。
SliceM：能够实现补码运算、移位寄存器、储存器功能
SliceL：只能实现逻辑函数的查找表

1.查找表

基于7系列的FPGA，每个查找表LUT都有1个6输入和2个独立输出。

2.存储元件

每一个Slice具有8个存储元件，可以配置为触发器和锁存器。

3.分布式RAM资源

分布式RAM资源是同步资源，对一个Slice，所有的触发器有统一的时钟输入。

输入输出单元（IOB）

与外界电平兼容的输入输出IO接口，IOB是FPGA对外的接口。

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