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FPGA的早期用途

上世纪70年代，随着真正的可编程门电路投入使用，工程师用它们替代了以前需要用很多分立、专用集成电路实现的控制逻辑、寄存器、门电路和状态机等。这些可编程逻辑器件通常都是一次性工厂编程零焊入式部件，当设计投入生产后就不再变化。

传统的FPGA设计方法

面向硬件工程师的工具：

成功的设计需要高水平的硬件工程技能：

这些可编程逻辑器件大多是硬件工程师的领域，软件工具是为满足他们的需求而定制的。软件里有生成布尔方程甚至原理图的工具，为日俱增的门数提供互连模式。

随后，可编程逻辑器件供应商开始为触发器、寄存器和计数器提供预定义的逻辑块，这在常用的的硬件功能方面给工程师带来很大便利。

尽管如此，硬件工程师仍然密切参与测试和评估设计，使用方法与以前的分立逻辑逻辑电路相同。工程师所担心的传输延时、加载、时钟和同步等所有棘手的问题通常都必须用示波器或逻辑分析仪来解决。

FPGA新技术

由于每天都有新的进展，要时刻跟进FPGA技术的发展几乎是不可能的。最热门的功能是芯片内的处理器内核、计算时钟超过了500兆赫，低内核电压降低了功耗和热耗。

几年前，专用的硬件乘法器开始出现，现在芯片上有上成千上万的乘法器，它也是几乎所有的可编程逻辑器件厂商推出的DSP上的一部分。

高存储密度加上非常灵活的存储结构，满足了大量的数据流策略。相当于超过一千万门的逻辑片的出现要归功于硅的几何尺寸的不断缩小。

BGA和flip-chip封装可以提供大量的I/O管脚，从而使板上千兆串行收发器和其他用户可配置的系统接口成为可能。

新的FPGA开发工具

高级设计工具：

IP核：

为了支持功能如此强大的器件，出现了硬件和软件工程师都可以使用的新设计工具。这些新工具不仅可以处理逻辑公式和原理图，还可以处理系统框图以及VHDL和Verilog语言定义。

对FPGA供应商的选择通常很大程度上取决于支持他们的器件设计工具的好坏。优秀的仿真和建模工具有助于快速分析最坏情况下的传输延时，并给出优化布线的建议，从而减小传输延时。这将为硬件工程师减少一些棘手的计时工作，并可以在设计验证和生产测试期间为一个工程师节省数小时的排故时间。

在过去的几年中，第三方供应商提供了数千种适用于特定应用的IP核，它们即将被用在FPGA设计过程中，以缩短产品研发周期和降低风险。