现场可编程逻辑门阵列（英语：Field Programmable Gate Array，缩写为FPGA），它以PAL、GAL、CPLD等可编程逻辑器件为技术基础发展而成。作为特殊应用集成电路中的一种半定制电路，它既弥补全定制电路不足，又克服原有可编程逻辑控制器逻辑门数有限的缺点。

概要

目前以硬件描述语言（Verilog或VHDL）描述的逻辑电路，可以利用逻辑合成和布局、布线工具软件，快速地刻录至FPGA上进行测试，这一过程是现代集成电路设计验证的技术主流。这些可编程逻辑组件可以被用来实现一些基本的逻辑门数字电路（比如与门、或门、异或门、非门）或者更复杂一些的组合逻辑功能，比如解码器等。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的组件里也包含记忆组件，例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块，从而构成时序逻辑电路。

系统设计师可以根据需要，通过可编辑的连接，把FPGA内部的逻辑块连接起来。这就好像一个电路试验板被放在了一个晶片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者的需要而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

FPGA一般来说比专用集成电路（ASIC）的速度要慢，无法完成更复杂的设计，并且会消耗更多的电能。但是，FPGA具有很多优点，比如可以快速成品，而且其内部逻辑可以被设计者反复修改，从而改正程序中的错误，此外，使用FPGA进行调试的成本较低。厂商也可能会提供便宜、但是编辑能力有限的FPGA产品。因为这些晶片有的可编辑能力较差，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于专用集成电路的晶片上。在一些技术更新比较快的行业，FPGA几乎是电子系统中的必要部件，因为在大批量供货前，必须迅速抢占市场，这时FPGA方便灵活的优势就显得很重要。

与CPLD的比较

为了达到上述目的，另一种方法是采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）而不是FPGA。

早在1980年代中期，FPGA已经在可编程逻辑器件装置中扎根。CPLD和FPGA都包括了一些相对大数量的可以编辑逻辑单元。CPLD逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间，而FPGA通常是在几万到几百万。

CPLD和FPGA的主要区别是他们的系统结构。CPLD的结构具有一定的局限性。这个结构由一个或者多个可编辑的结果之和的逻辑组列和一些相对少量的锁定的寄存器组成。这样的结果是缺乏编辑灵活性，但是它的优点是，其延迟时间易于预计，逻辑单元对连接单元比率较高。而FPGA具有的连接单元数量很大，这样虽然让它可以更加灵活的编辑，但是结构却复杂得多。

CPLD和FPGA另外一个区别是大多数的FPGA含有高层次的内建模块（比如加法器和乘法器）和内建的存储器。一个由此带来的重要区别是，很多新的FPGA支持完全的或者部分的系统内重新配置。允许他们的设计随着系统升级或者动态重新配置而改变。一些FPGA可以让装置的一部分重新编辑，而其他部分继续正常运行。

基本组成

• 静态随机存取存储器（SRAM） - 基于静态存储器static memory技术。系统内可编程和再程序化（re-programmable）。须要外部启动组件（external boot devices）。 CMOS。
• 反熔丝（英语：antifuse） - 可刻录一次。通常为CMOS。
• PROM（一次性可编程EPROM） - 可编程只读存储器技术，可刻录一次。使用塑料封装，无窗，不能清除内容。
• EPROM - 可清除可编程只读存储器技术，有窗，经紫外线照射可清除内容。
• EEPROM - 可电气清除可编程只读存储器技术，可用电气信号清除内容。
• 闪存 - 一种特殊的EEPROM。
• 熔丝 - 可刻录一次。通常为双极性的。不能清除内容。

厂商

• Xilinx是全球第一大FPGA供应商，于2022年2月被AMD收购。
• Altera是FPGA的领先厂商，于2016年被Intel收购。
• ACTEL供应Anti-fuse/Flash型的低功耗、混合信号FPGA，单晶片，知名的产品家族有Fusion、PolarFire、IGLOO和ProASIC3。Actel于2010年被Microsemi收购，而Microsemi又于2018年被Microchip收购。
• Lattice Semiconductor提供有SRAM以及非易失、基于flash的FPGA
• Achronix Semiconductor有在开发中非常快的FPGA

参考

查 论 编 电子组件 半导体器件 晶体管 四极晶体管（英语：Tetrode transistor） 五极晶体管（英语：Pentode transistor） 电解存储器（英语：Memistor） 忆阻器 双极性晶体管（BJT） 多栅极晶体管 鳍式场效应管 互补式金属氧化物半导体 金属氧化物半导体场效应管（MOSFET） 结型场效应管（JFET） 场效应管（FET） 量子线路 定电流二极管（英语：Constant-current diode）（CLD、CRD） 达灵顿晶体管 触发二极管（英语：DIAC） 二极管 Heterostructure barrier varactor（英语：Heterostructure barrier varactor） 绝缘栅双极晶体管（IGBT） 集成电路（IC） 发光二极管（LED） 光传感器 光电二极管 PIN型二极管 肖特基二极管 可控硅（SCR） 晶闸管 雪崩二极管 双向晶闸管 单接合面晶体管（UJT） 变容二极管 齐纳二极管 稳压器 线性电压调节器 低压差稳压器 开关稳压器 降压变换器 升压变换器 降压-升压变换器 Split-pi Ćuk变换器 SEPIC变换器 电荷泵 开关电容 真空管 橡实管（英语：Acorn tube） 三极真空管（英语：Audion） 束射四极管（英语：Beam tetrode） 热线检流计（英语：Hot wire barretter） 紧密管（英语：Compactron） 真空二极管 弗莱明管（英语：Fleming valve） 九极管（英语：Nonode） 小型抗震管（英语：Nuvistor） 五栅变频管（英语：Pentagrid converter）（六极管、七极管、八极管） 五极管 光电倍增管 光电管 四极管 三极管 真空管（RF） 后进波振荡器（英语：Backward-wave oscillator）（BWO） 多腔磁控管 交叉场放大器（英语：Crossed-field amplifier）（CFA） 回旋管 感应输出管（英语：Inductive output tube）（IOT） 调速管（英语：Klystron） 激微波 恢复式调速管（英语：Sutton tube） 行波管（TWT） 阴极射线管 电子束偏转管（英语：Beam deflection tube） 显像管 光电摄像管（英语：Iconoscope） 幻眼管 单像管（英语：Monoscope） 选数管 存储管（英语：Storage tube） 多级电子计数管 摄像管 威廉姆斯管 充气管（英语：Gas-filled tube） 冷阴极荧光灯管 Crossatron（英语：Crossatron） 冷阴极计数管 引燃管 弧光放电充气管（英语：Krytron） 汞弧阀 氖灯 数码管 闸流管（英语：Thyratron） 触发管（英语：Trigatron） 调压管（英语：Voltage-regulator tube） 可变式组件 电位器 数码式 可变电容器 变容二极管 被动组件 连接器 音频与视频（英语：Audio and video interfaces and connectors） 电源 RF 电解检测器（英语：Electrolytic detector） 铁氧体磁芯 保险丝 可复式保险丝 电阻器 开关 热敏电阻 变压器 压敏电阻 金属线 弗拉斯顿线（英语：Wollaston wire） 电抗 电容器 陶瓷谐振器（英语：Ceramic resonator） 晶体振荡器 电感组件 变抗管（英语：Parametron） 继电器 舌簧继电器（英语：reed relay） 水银开关

查 论 编 可编程逻辑器件 概念 专用集成电路（ASIC） 单片系统（SoC） 现场可编程逻辑门阵列（FPGA） 逻辑区块（英语：Logic block） 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 可编程逻辑器件（EPLD） 可编程逻辑阵列（PLA） 可编程阵列逻辑（PAL） 通用阵列逻辑（GAL） 可编程片上系统（PSoC） 可重构计算 Xputer（英语：Xputer） 软核微处理器 电路利用率不足（英语：Circuit underutilization） 高级综合 硬件加速 硬件描述语言 Verilog A AMS VHDL AMS VITAL（英语：VHDL-VITAL） SystemVerilog DPI SystemC Altera硬件描述语言（英语：Altera Hardware Description Language） Handel-C 属性规范语言（英语：Property Specification Language） 统一电源格式（英语：Unified Power Format） PALASM 高阶布尔表达式语言（英语：Advanced Boolean Expression Language） 可编程阵列逻辑（CUPL） OpenVera C to HDL（英语：C to HDL） Flow to HDL（英语：Flow to HDL） MyHDL（英语：MyHDL） JHDL ELLA (编程语言)（英语：ELLA (programming language)） 公司 Accellera（英语：Accellera） Actel（英语：Actel） Achronix（英语：Achronix） AMD Aldec（英语：Aldec） Atmel 终止式（Cadence） 赛普拉斯半导体 Duolog（英语：Duolog） Forte设计系统（英语：Forte Design Systems） 英特尔 Altera Lattice半导体（英语：Lattice Semiconductor） 国家半导体 明导国际 Microsemi（英语：Microsemi） 西格尼蒂克 新思科技 Magma设计自动化（英语：Magma Design Automation） Virage逻辑（英语：Virage Logic） 德州仪器 Tabula (company)（英语：Tabula (company)） 赛灵思 产品 硬件 iCE (FPGA)（英语：iCE (FPGA)） Stratix（英语：Stratix） Virtex (FPGA)（英语：Virtex (FPGA)） 软件 Intel Quartus Prime Xilinx ISE Xilinx Vivado ModelSim Verilog-to-Routing（英语：Verilog-to-Routing） List of HDL simulators（英语：List of HDL simulators） IP 专有 ARC (processor)（英语：ARC (processor)） ARM Cortex-M LEON LatticeMico8（英语：LatticeMico8） MicroBlaze（英语：MicroBlaze） PicoBlaze（英语：PicoBlaze） Nios嵌入式处理器（英语：Nios embedded processor） Nios II 开源 Java优化处理器（英语：Java Optimized Processor） LatticeMico32（英语：LatticeMico32） OpenCores（英语：OpenCores） OpenRISC（英语：OpenRISC） OpenRISC 1200（英语：OpenRISC 1200） RISC-V Zet (hardware)（英语：Zet (hardware)）

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