fpga基于什么结构 FPGA的底层结构是什么？

FPGA基于什么结构

Field-Programmable Gate Arrays（FPGA），中文名叫现场可编程门阵列，是可重构逻辑器件（Reconfigurable Logic Device，RLD）的一种，由一系列可编程的逻辑门、存储器单元和输入/输出（I/O）集合组成。与ASIC芯片不同，FPGA不需要在设计之初就把所有的功能电路都设计进去，而是可以在生产出来之后再按需编程，具有灵活性高、快速度设计、开发成本低等特点。

1、FPGA结构基于可编程逻辑元件

FPGA的基本单元是LUT，即Look-up Table，中文名为查找表。一般情况下，2^n个输入对应着2^n个输出。FPGA可编程逻辑元件就是由LUT、寄存器、选择器、多路器、D触发器、加法器和乘法器等组成。逻辑元件不仅可根据用户的需求来自我编程，同样也可在通电后应用于用户需要的特定需求。

2、FPGA结构基于寄存器和时钟资源

FPGA通常集成了大量寄存器，用于用于存储电路中的状态信息和控制信号。同时，每个FPGA中都包含多个相互独立的可编程时钟资源。这些资源可用于控制用户设计的时序，包括延时、时钟频率、时钟相位等。基于寄存器和时钟资源，FPGA能够实现高效的时序控制和协调。

3、FPGA结构基于多级互连网络

FPGA中还有一种被称为查找表（CLB）的组件，其架构是一种可编程逻辑单元和多级互连网络的结合。互连网络通常采用基于可编程X对Y路由器的中介节点，提供了在FPGA中多个可编程逻辑单元之间的连接和通讯支持。CLB通常与延迟线（delay line）、分布式RAM、多重器和多路器等元素组合成为片上多功能电路（SoC）以提高性能。

4、FPGA结构基于I/O资源

FPGA也提供了很多IO资源，如输入和输出引脚，用于与外部器件通信。由于FPGA器件设计时并不确定最终的IO功能，因此通常采用可编程输入输出引脚（PIO）来保证IO资源的可编程性。PIO使FPGA芯片可以实现各种不同的输入输出接口，如串口、并口、以太网口、HDMI接口等，使其具有很强的IO适应能力和通用性。