FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器材的基础上进一步开展的产品。它是作为ASIC范畴中的一种半定制电路而呈现的，即处理了定制电路的缺乏，又克服了原有可编程器材门电路有限的缺陷。
因为FPGA需要被重复烧写，它完结组合逻辑的根本结构不或许像ASIC那样经过固定的与非门来完结，而只能选用一种易于重复装备的结构。查找表能够很好地满意这一要求，现在干流FPGA都选用了依据SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA选用Flash或许熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。经过烧写文件改动查找表内容的方法来完结对FPGA的重复装备。
依据数字电路的根本知识能够知道，关于一个n输入的逻辑运算，不管是与或非运算仍是异或运算等等，最多只或许存在2n种成果。所以假如事前将相应的成果存放于一个存贮单元，就相当于完结了与非门电路的功用。FPGA的原理也是如此，它经过烧写文件去装备查找表的内容，从而在相同的电路情况下完结了不同的逻辑功用。
查找表的原理与结构
查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本质上便是一个RAM。现在FPGA中多运用4输入的LUT，所以每一个LUT能够当作一个有4位地址线的的RAM。当用户经过原理图或HDL言语描绘了一个逻辑电路今后，
PLD/FPGA开发软件会主动核算逻辑电路的一切或许成果，并把真值表（即成果）事前写入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。
下面给出一个四输入与非门电路的比如来阐明LUT完结逻辑功用的原理。
表给出一个运用LUT完结四输入与门电路的真值表。
表 输入与门的真值表
从中能够看到，LUT具有和逻辑电路相同的功用。实际上，LUT具有更快的履行速度和更大的规划。
3.1.2查找表结构的FPGA逻辑完结原理
咱们仍是以这个电路的为例：
图 四输入与门电路图
A，B，C，D由FPGA芯片的管脚输入后进入可编程连线，然后作为地址线连到到LUT，LUT中现已事前写入了一切或许的逻辑成果，经过地址查找到相应的数据然后输出，这样组合逻辑就完结了。该电路中D触发器是直接使用LUT后边D触发器来完结。时钟信号CLK由I/O脚输入后进入芯片内部的时钟专用通道，直接连接到触发器的时钟端。触发器的输出与I/O脚相连，把成果输出到芯片管脚。这样PLD就完结了图所示电路的功用。（以上这些过程都是由软件主动完结的，不需要人为干涉）
这个电路是一个很简单的比如，只需要一个LUT加上一个触发器就能够完结。关于一个LUT无法完结的的电路，就需要经过进位逻辑将多个单元相连，这样FPGA就能够完结杂乱的逻辑。
因为依据LUT的FPGA具有很高的集成度，其器材密度从数万门到数千万门不等，能够完结极端杂乱的时序与逻辑组合逻辑电路功用，所以适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路规划范畴。其组成部分首要有可编程输入/输出单元、根本可编程逻辑单元、内嵌SRAM、丰厚的布线资源、底层嵌入功用单元、内嵌专用单元等，首要规划和生产厂家有Xilinx、Altera、LatTIce、Actel、Atmel和QuickLogic等公司，其间最大的是Xilinx、Altera、LatTIce三家。
比较Xilinx和Altera
要比较Xilinx和Altera的FPGA，就要清楚两个大厂FPGA的结构，因为各自规划的不同，两家的FPGA结构各不相同，参数也各不相同，但能够统一到LUT（Look-Up-Table）查找表上。
下图便是A家的Cyclone IV系列片子的参数：
Altera Cyclone IV 系列资源比较
能够看到，A家的片子，用的是LE这个术语。
而下图是X家的Spartan-6 片子材料：
Xilinx Spartan-6 系列资源比较
X家用的是CLB这个术语作为根本单元。
再看看两家的根本单元有何不同：
A家的LE如下图：
Cyclone LE 结构
便是一个4输入LUT+FF构成
而X家的CLB如下：
xilinx CLB 结构
一个CLB由2个SLICE构成，一个SLICE含有4个6输入LUT，所以LUT=8*CLB。
Xilinx CLB 包括的 Slices LUT FF
这样的话，能够较比一下。EP4CE6根本就和XC6SLX9一个等级。。。。当然A家的片子是4输入LUT远比不上X家的6输入LUT。而X家的S-6片子，一个Slice内部有4个lut，8个FF。简而言之，一个Slice=四个LE。要注意的是A家C5以下的片子是4输入LUT而X家的是6输入LUT，不同也较大。假如不考虑FF，那么一个X家的slice=4个A家的LE。例如XC6SLX16含有2278个slices=EP4CE10（9000LE）的姿态。当然，S-6的FF多一倍，达到了18224个。
在Virtex-5中（咱们的规划大部分是Virtex，V5V6V7），一个Slice包括了4个LUT和4个FF。所以单纯从逻辑资源来看，S-6一个Slice比V-5的Slice强。当然V5的GTPGTX等等还有IO数量是S-6赶不上的。当然，A家的Cyclone V系列的片子，内部和前几代彻底不同，选用了从高端的StraTIx系列下放的技能。
