FPGA(Field Programmable Gate Arrays)是目前广泛使用的一种可编程逻辑器件,不仅能够降低数字系统的开发风险与开发成本、缩短上市时间,而且通过动态编程、远程在线重构等技术可以有效地降低系统的维护、升级成本,因此在通讯、多媒体、工业控制、数据处理等领域得到了广泛的应用。本文围绕基于LUT的FPGA设计与实现,叙述了自主开发的三十万门FPGA-3的可编程逻辑资源的结构和功能,介绍和分析了单元TILE的内部互连、IO互连和芯片的层次式互连,着重叙述了用于构建FPGA-3版图阵列的可编程逻辑单元TILE的版图设计,进而设计与实现了FPGA-3的全定制版图,该芯片正在流片中。FPGA-3采用SMIC 0.18um Logic 1P6M Salicide 1.8V/3.3V工艺设计,通过全定制电路设计方法实现了版图,该芯片共包含3072个可编程逻辑单元、160个用户可用I/O以及16块4K Bits双口块RAM。FPGA-3是在成功地完成了十万门FPGA-2的试制的基础上改进并扩大规模而设计的,它们的基本结构相似,为此,文中还简述了FPGA-2的测试方法和测试结果,以供参考。测试结果表明,FPGA-2的各种功能正确,各项性能达到或超过指标要求。对两种实际电路——29位乘法器为基础的功能部件及保密算法的实现——的使用结果表明,SLICE利用率分别到达90%及50%以上,工作频率分别达到25MHz及48MHz以上。