FPGA技術的發(fā)展歷史
　　縱觀數(shù)字集成電路的發(fā)展歷史，經歷了從電子管、晶體管,、小規(guī)模集成電路到大規(guī)模以及超大規(guī)模集成電路等不同的階段,。發(fā)展到現(xiàn)在，主要有3類電子器件：存儲器,、處理器和邏輯器件,。
　　存儲器保存隨機信息（電子數(shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)庫的內容）；處理器執(zhí)行軟件指令,，以便完成各種任務（運行數(shù)據(jù)處理程序或視頻游戲）,；而邏輯器件可以提供特殊功能（器件之間的通信和系統(tǒng)必須執(zhí)行的其他所有功能）。
　　邏輯器件分成兩類：
　?、?固定的或定制的,。
　　② 可編程的或可變的,。
　　其中,，固定的或定制的邏輯器件通常稱為專用芯片（ASIC）。ASIC是為了滿足特定的用途而設計的芯片,，例如MP3解碼芯片等,。其優(yōu)點是通過固化的邏輯功能和大規(guī)模的工業(yè)化生產，降低了芯片的成本,，同時提高了產品的可靠性,。隨著集成度的提高，ASIC的物理尺寸也在不斷的縮小,。
　　但是,，ASIC設計的周期很長，而且投資大,，風險高,。一旦設計結束后，功能就固化了,，以后的升級改版困難比較大,。電子產品的市場正在逐漸細分，為了滿足快速產品開發(fā),，產生了現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPGA）,。
　　自1984年Xilinx公司推出了第一片現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPGA）至今，F(xiàn)PGA已經歷了20幾年的快速發(fā)展歷程,。特別是近幾年來,，更是發(fā)展迅速。FPGA的邏輯規(guī)模已經從最初的1000個可用門發(fā)展到現(xiàn)在的1000萬個可用門,。
　　FPGA技術之所以具有巨大的市場吸引力,，其根本原因在于：FPGA不僅可以解決電子系統(tǒng)小型化,、低功耗、高可靠性等問題,，而且其開發(fā)周期短,、投入少，芯片價格不斷下降,。FPGA正在越來越多地取代傳統(tǒng)上ASIC,，特別是在小批量、個性化的產品市場方面,。
　　FPGA技術的發(fā)展動向
　　隨著芯片設計工藝水平的不斷提高,，F(xiàn)PGA技術呈現(xiàn)出了以下4個主要的發(fā)展動向。
　　1．基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)（SoPC）技術正在成熟
　　System on Chip（SoC）技術在芯片設計領域被越來越廣泛地采用,，而SoPC技術是SoC技術在可編程器件領域的應用,。這種技術的核心是在FPGA芯片內部構建處理器。Xilinx公司主要提供基于Power PC的硬核解決方案,，而Altera提供的是基于NIOSII的軟核解決方案,。
　　Altera公司為NIOSII軟核處理器提供了完整的軟硬件解決方案，可以讓客戶短時間完成SoPC系統(tǒng)的構建和調試工作,。
　　2．FPGA芯片向高性能,、高密度、低壓和低功耗的方向發(fā)展
　　隨著芯片生產工藝不斷提高,，F(xiàn)PGA芯片的性能和密度都在不斷提高,。早期的FPGA主要是完成接口邏輯設計，比如AD/DA和DSP的粘合邏輯?，F(xiàn)在的FPGA正在成為電路的核心部件,，完成關鍵功能。
　　在高性能計算和高吞吐量I/O應用方面,，F(xiàn)PGA已經取代了專用的DSP芯片,，成為最佳的實現(xiàn)方案。因此,，高性能和高密度也成為衡量FPGA芯片廠家設計能力的重要指標,。
　　隨著FPGA性能和密度的提高，功耗也逐漸成為了FPGA應用的瓶頸,。雖然FPGA比DSP等處理器的功耗低,，但是要明顯高于專用芯片（ASIC）的功耗。FPGA的廠家也在采用各種新工藝和技術來降低FPGA的功耗,，并且已經取得了明顯的效果,。
　　例如，Altera公司的StratixIII系列FPGA的功耗比上一代產品StratixII系列降低了50%以上,。
　　3．基于IP庫的設計方法
　　未來的FPGA芯片密度不斷提高,，傳統(tǒng)的基于HDL的代碼設計方法很難滿足超大規(guī)模FPGA的設計需要。隨著專業(yè)的IP庫設計公司不斷增多,，商業(yè)化的IP庫種類會越來越全面,，支持的FPGA器件也會越來廣泛。
　　作為FPGA的設計者,，主要的工作是找到適合項目需要的IP庫資源,，然后將這些IP整合起來，完成頂層模塊設計,。由于商業(yè)的IP庫都是通過驗證的,，因此整個項目的仿真和驗證工作主要就是驗證IP庫的接口邏輯設計的正確性。
　　目前,，由于國內的知識產權保護的相關法律法規(guī)還不盡完善,，基于IP庫的設計方法還沒有得到廣泛應用。但是隨著FPGA密度不斷提高和IP庫的價格逐漸趨于合理化,，這種設計方法將會成為主流的FPGA設計技術,。
　　4．FPGA的動態(tài)可重構技術
　　FPGA動態(tài)重構技術主要是指對于特定結構的FPGA芯片，在一定的控制邏輯的驅動下,，對芯片的全部或部分邏輯資源實現(xiàn)高速的功能變換,，從而實現(xiàn)硬件的時分復用，節(jié)省邏輯資源,。
　　由于密度不斷提高,，F(xiàn)PGA能實現(xiàn)的功能也越來越復雜。FPGA全部邏輯配置一次的需要的時間也變長了,，降低了系統(tǒng)的實時性,。局部邏輯的配置功能可以實現(xiàn)“按需動態(tài)重構”，大大提高了配置的效率,。
　　動態(tài)可重構的FPGA可以在系統(tǒng)運行中對電路功能進行動態(tài)配置,，實現(xiàn)硬件的時分復用，節(jié)省了資源,，主要適用于以下兩個系統(tǒng)設計,。
　　① 最新通信系統(tǒng),。
　　FPGA的動態(tài)重構特性可以適應不同體制和不同標準的通信要求,，滿足軟件無線電技術的發(fā)展和第三代（3G）和第四代（4G）移動通信系統(tǒng)的需要。
　?、?重構計算機：FPGA具有并行處理能力和動態(tài)配置能力,，可自動改變硬件來適應正在運行的程序，產生了基于這種軟硬件環(huán)境的全新概念的計算機,。