1.2 Intel FPGA的基本结构

目前主流的FPGA仍是基于查找表技术（Look-Up-Table, LUT）的，但已经远远超出了先前版本的基本性能，并且整合了常用功能（如RAM、时钟管理和DSP）的硬核模块。如图1-1所示（图1-1只是一个示意图，实际上每个系列的FPGA都有其相应的内部结构），FPGA芯片主要由6部分组成，分别为可编程输入/输出单元（Input/Output Block, IOB）、基本可编程逻辑块（Configurable Logic Block, CLB）、时钟网络（Clock Networks, CN）、嵌入式块RAM（Block RAM, BRAM）、丰富的布线资源和内嵌专用硬件模块等。

图1-1 FPGA芯片内部结构示意图

目前所说的PLD器件，通常是指FPGA与CPLD器件。FPGA与CPLD器件因其内部结构不同，集成度、运算速度、功耗及应用方面均有一定的差别。通常将以乘积项结构方式构成逻辑行为的器件称为CPLD，如Xilinx的XC9500系列、Intel的MAX7000S系列和Lattice的Mach系列产品等。这类器件的逻辑门密度为几千到几万个逻辑单元。CPLD更适合触发器有限而乘积项丰富的结构，适合完成复杂的组合逻辑。通常将基于查找表（Look-Up-Table, LUT）结构的PLD器件称为FPGA，如Xilinx公司的Spartan、Virtex、7系列产品，Intel公司的Cyclone、Arria、Stratix系列产品等。FPGA是在CPLD等逻辑器件的基础上发展起来的。作为ASIC领域的一种半定制电路器件，它克服了ASIC器件灵活性不足的缺点，同时解决了CPLD等器件逻辑门电路资源有限的缺点，这种器件的密度通常为几万门到几百万门。FPGA更适合触发器丰富的结构，适合完成时序逻辑，因此在数字信号处理领域多使用FPGA器件。