FPGA独特的可重构计算技术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、数值计算等领域得到了广泛的应用。在FPGA体系结构的研究开发中,由于可编程互连资源占据了将近80%的芯片面积和60%的信号延时,因此可编程互连资源的设计是FPGA结构设计的重中之重。本文的工作围绕基于LUT的FPGA层次式互连资源设计进行,着重介绍了一种全局布线开关盒GRB代替来实现互连线之间以及互连线和CLB之间的连接功能的CB和SB,大大减少了信号传输过程中经过的电路开关。不仅运用在可重复的TILE中,同时这一结构还会运用在专用IP核和IO的互连上,这样同一的互连结构,保证了硬件和软件核心无论在FPGA阵列的任何地方都可达到可预测的、极高的性能等级。同时也详细介绍了该款全定制芯片的版图设计,由于其将CB和SB合成为一个GRB使得在版图定制也总结出了一些比较独特的结构。本文采用SMIC 0.13um 1.2V/3.3V Logic 1P8M Salicaide工艺,通过全定制电路设计方法对自主开发的FPGA芯片(代号FPGA-Ⅳ)进行了版图实现,并进而流片。