1984 年，在矽谷工作的Bernie Vonderschmitt、Ross Freeman 和 Jim Barnett ***同構建了壹個設想，他們夢想創立壹家不同於壹般的公司。他們希望創建壹家在整個新領域內開發和推出先進技術的公司。並且，他們還希望以這種方式領導它：在這裏工作的人們熱愛他們的工作、享受工作的樂趣，並對他們所從事的工作著迷。
創造性地推出了“無晶圓半導體”公司的概念。2009 年2 月18 日，Ross Freeman 因他的這項發明——現場可編程門陣列 (FPGA) 而榮登2009 美國發明家名人堂。Freeman 先生的發明是壹塊全部由“開放式門”組成的計算機芯片，其專利號為 4,870,302。采用這種芯片，工程師可以根據需要進行編程，添加新的功能，滿足不斷發展的標準或規範要求，並可在設計的最後階段進行修改。
對PROM、EPROM、E2PROM 熟悉的人都知道這些可編程器件的可編程原理是通過加高壓或紫外線導致三極管或MOS 管內部的載流子密度發生變化，實現所謂的可編程，但是這些器件或只能實現單次可編程或編程狀態難以穩定。FPGA 則不同，它采用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array) 這樣壹個新概念，內部包括可
配置邏輯模塊CLB(Configurable Logic Block)、輸出輸入模塊IOB(Input Output Block) 和內部連線(Interconnect)三個部分。
FPGA 的可編程實際上是改變了CLB 和IOB 的觸發器狀態，這樣，可以實現多次重復的編程由於FPGA 需要被反復燒寫，它實現組合邏輯的基本結構不可能像ASIC 那樣通過固定的與非門來完成，而只能采用壹種易於反復配置的結構。查找表可以很好地滿足這壹要求，目前主流FPGA 都采用了基於SRAM 工藝的查找表結構，也有壹些軍品和宇航級FPGA 采用Flash 或者熔絲與反熔絲工藝的查找表結構。通過燒寫文件改變查找表內容的方法來實現對FPGA 的重復配置。
根據數字電路的基本知識可以知道，對於壹個n 輸入的邏輯運算，不管是與或非運算還是異或運算等等，最多只可能存在2n 種結果。所以如果事先將相應的結果存放於壹個存貯單元，就相當於實現了與非門電路的功能。FPGA 的原理也是如此，它通過燒寫文件去配置查找表的內容，從而在相同的電路情況下實現了不同的邏輯功能。
查找表(Look-Up-Table) 簡稱為LUT，LUT 本質上就是壹個RAM。目前FPGA 中多使用4 輸入的LUT，所以每壹個LUT 可以看成壹個有4 位地址線的 的RAM。 當用戶通過原理圖或HDL 語言描述了壹個邏輯電路以後，PLD/FPGA 開發軟件會自動計算邏輯電路的所有可能結果，並把真值表( 即結果) 事先寫入RAM，這樣，
每輸入壹個信號進行邏輯運算就等於輸入壹個地址進行查表，找出地址對應的內容，然後輸出即可。
從表中可以看到，LUT 具有和邏輯電路相同的功能。實際上，LUT 具有更快的執行速度和更大的規模。由於基於LUT 的FPGA 具有很高的集成度，其器件密度從數萬門到數千萬門不等，可以完成極其復雜的時序與邏輯組合邏輯電路功能，所以適用於高速、高密度的高端數字邏輯電路設計領域。其組成部分主要有可編
程輸入/ 輸出單元、基本可編程邏輯單元、內嵌SRAM、豐富的布線資源、底層嵌入功能單元、內嵌專用單元等，主要設計和生產廠家有賽靈思、Altera、Lattice、Actel、Atmel 和QuickLogic 等公司，其中最大的是美國賽靈
思公司，占有可編程市場50% 以上的市場份額，比其他所有競爭對手市場份額的總和還多。
FPGA 是由存放在片內RAM 中的程序來設置其工作狀態的，因此，工作時需要對片內的RAM 進行編程。用戶可以根據不同的配置模式，采用不同的編程方式。加電時，FPGA 芯片將EPROM 中數據讀入片內編程RAM 中，配置完成後，FPGA 進入工作狀態。掉電後，FPGA 恢復成白片，內部邏輯關系消失，因此，FPGA 能夠反復使用。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。這樣，同壹片FPGA，不同的編程數據，可以產生不同的電路功能。
因此，FPGA 的使用非常靈活。如前所述，FPGA 是由存放在片內的RAM 來設置其工作狀態的，因此工作時需要對片內RAM 進行編程。用戶可根據不同的配置模式，采用不同的編程方式。Xilinx FPGA 的常用配置模式有5 類：主串模式、從串模式、elect MAP 模式、Desktop 配置和直接SPI 配置。
目前，FPGA 市場占有率最高的兩大公司賽靈思公司和Altera 生產的FPGA 都是基於SRAM 工藝的，需要在使用時外接壹個片外存儲器以保存程序。上電時，FPGA 將外部存儲器中的數據讀入片內RAM，完成配置後，進入工作狀態；掉電後FPGA 恢復為白片，內部邏輯消失。這樣FPGA 不僅能反復使用，還無需專門的FPGA編程器，只需通用的EPROM、PROM 編程器即可。Actel、QuickLogic 等公司還提供反熔絲技術的FPGA，具有抗輻射、耐高低溫、低功耗和速度快等優點，在軍品和航空航天領域中應用較多，但這種FPGA 不能重復擦寫，開發初期比較麻煩，費用也比較昂貴。Lattice 是ISP 技術的發明者，在小規模PLD 應用上有壹定的特色。早期的賽靈思公司產品壹般不涉及軍品和宇航級市場，但目前已經有多款產品進入該類領域。
FPGA 芯片結構目前主流的FPGA 仍是基於查找表技術的，已經遠遠超出了先前版本的基本性能，並且整合了常用功能( 如RAM、時鐘管理和DSP) 的硬核(ASIC 型) 模塊。實際上每壹個系列的FPGA 都有其相應的內部結構)，FPGA 芯片主要由6 部分完成，分別為：可編程輸入輸出單元、基本可編程邏輯單元、完整的時鐘管理、嵌入塊式RAM、豐富的布線資源、內嵌的底層功能單元和內嵌專用硬件模塊。
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