此外，随着芯片线宽的减小，芯片工作电压相应降低，I/O块具有兼容几种电压标准的能力，例如，1.5V的芯片，内芯和I/O使用不同的电压，在保证降低内部功耗的同时能与3.3V和5V的器件连接。[8]

2.1.2  FPGA基本原理与结构

FPGA的基本结构由六部分组成：可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核等。可编程输入/输出单元简称I/O单元，是芯片和外部电路的接口部分，完成不同电器特性下对输入/输出的驱动与匹配需求；基本可编程逻辑单元是可编程逻辑的主体，可灵活改变其内部连接与配置，完成不同的逻辑功能；嵌入式块RAM大大拓展了FPGA的应用范围和使用灵活性；丰富的布线资源连通FPGA内部所有单元，连线的长度和工艺决定着信号在连线上的驱动能力和传输速度；底层嵌入功能单元是指通用程度较高的嵌入式功能模块，比如PLL(Phase Locked Loop)、DLL(Delay Locked Loop)、DSP、CPU等，这些模块被越来越多地嵌入到FPGA内部，以满足不同需求；内嵌专用硬核是指一些通用性相对较弱的硬核(Hard Cord)，通过这些Hard IP(知识产权)可以完成某些高速复杂设计，提高系统的工作频率和效能，加速研发进程。

FPGA一般是基于查找表(LUT，Look Up Table)结构的。LUT本质上就是一个RAM，目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成是一个有4位地址线的16×1的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果，并把结果事先写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。[9]

2.1.3  FPGA的基本特点  

⑴采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

⑵FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

⑶FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

⑷FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

⑸ FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。

FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。

加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活[10]。源[自[优尔``论`文]网·www.youerw.com/

2.1.4  FPGA的分类

⑴  按逻辑功能块的大小分类

可编程逻辑块是FPGA的基本逻辑构造单元。按照逻辑功能块的大小不同，可将FPGA分为细粒度结构和粗粒度结构两类。

⑵  按互连结构分类

根据FPGA内部的连线结构不同，可将其分为分段互连型和连续互连型两类。

⑶  按编程特性分类

根据采用的开关元件的不同，FPGA可分为一次编程型和可重复编程型两类。[11]

2.1.5  FPGA的设计方法与流程

完整的FPGA设计流程包括电路设计与输入、功能仿真、综合、综合后仿真、实现、布线后仿真与验证、板级仿真验证与下载调试等主要步骤。