FPGA（Field－ProgrammableGateArray），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。

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(shí)鐘管理、嵌入塊式RAM、豐富的布線資源、內(nèi)嵌的底層功能單元和內(nèi)嵌專用硬件模塊。

可編程邏輯塊

如果我們仔細(xì)觀察FPGA封裝的內(nèi)部，我們將看到硅片（技術(shù)術(shù)語(yǔ)裸片）?？删幊虡?gòu)造表現(xiàn)為可編程邏輯塊陣列，如下圖所示。如果我們用放大鏡“放大查看”，我們可以看到這種構(gòu)造由沉浸于可編程互連“海洋”中的許多邏輯“島”（可編程邏輯塊）組成。

如果我們進(jìn)一步放大，我們可以看到，每個(gè)可編程模塊都包含有許多數(shù)字功能。在這個(gè)例子中，我們可以見到一個(gè)三輸入的查找表（LUT）、一個(gè)復(fù)用器和一個(gè)觸發(fā)器，但重要的是我們要認(rèn)識(shí)到，這些功能的數(shù)量和類型對(duì)不同系列的FPGA來說是會(huì)變化的。

觸發(fā)器可以被配置（編程）為寄存器或鎖存器;復(fù)用器可以被配置為選擇一個(gè)到邏輯塊的輸入或LUT的輸出;LUT可以被配置為代表任何所要求的邏輯功能。

可編程輸入/輸出單元IOE

可編程I/O，可配置成OC門、三態(tài)門、雙向IO、單端／差分等；支持各種不同的I/O標(biāo)準(zhǔn)：LVTTL、LVCOMS、SSTL、LVDS、HSTL、PCI等；

Altera器件IOE結(jié)構(gòu)

Altera器件的輸入輸出結(jié)構(gòu)：可配置成三態(tài)、輸入／輸出、雙向IO

Altera器件中cyclone系列中的IOE結(jié)構(gòu)是基本的輸入、輸出、使能的觸發(fā)器結(jié)構(gòu)。

嵌入式塊RAM（BRAM）

大多數(shù)FPGA都具有內(nèi)嵌的塊RAM，這大大拓展了FPGA的應(yīng)用范圍和靈活性。塊RAM可被配置為單端口RAM、雙端口RAM、內(nèi)容地址存儲(chǔ)器 （CAM）以及FIFO等常用存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。RAM、FIFO是比較普及的概念，在此就不冗述。CAM存儲(chǔ)器在其內(nèi)部的每個(gè)存儲(chǔ)單元中都有一個(gè)比較邏輯，寫入 CAM中的數(shù)據(jù)會(huì)和內(nèi)部的每一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并返回與端口數(shù)據(jù)相同的所有數(shù)據(jù)的地址，因而在路由的地址交換器中有廣泛的應(yīng)用。除了塊RAM，還可以將 FPGA中的LUT靈活地配置成RAM、ROM和FIFO等結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，芯片內(nèi)部塊RAM的數(shù)量也是選擇芯片的一個(gè)重要因素。