传统上，计算分为由通用处理器（GPP）执行的通用计算和由专用集成电路（ASIC）执行的专用计算。作为对通用处理器（GPP）和专用集成电路（ASIC）两种极端特性的权衡，可重构计算结合了两者的优势。一方面，与软件实现相比，可重新配置计算可以获得更好的性能，但这需要付出更多的实现时间。另一方面，可重新配置设备可用于设计系统，与完全定制的解决方案相比，不需要同样的设计时间和复杂性，但在性能方面却更胜一筹。可重构系统的主要优点是灵活性高，而主要缺点是缺乏标准计算模型。在本模块中，我们将提出可重构计算的第一个定义，描述其背后的原理，并介绍 FPGA 的推出如何影响了这一领域。

从 20 世纪 80 年代中期开始，由于 FPGA 技术的进步，可重构计算成为一个热门领域。FPGA 是一种半导体器件，包含可编程逻辑元件和可编程互连，但在运行时没有指令获取，也就是说，FPGA 没有程序计数器。在大多数 FPGA 中，逻辑元件可通过编程复制基本逻辑门或功能性知识产权（IP）的功能。FPGA 还包括由简单触发器或更复杂的存储器块组成的存储器元件。因此，FPGA 使在单个芯片上动态执行和配置硬件和软件成为可能。本模块详细介绍了 FPGA 技术，从总体描述到这些器件的底层配置细节讨论，再到位流组成和配置寄存器的描述。

FPGA 设计工具必须提供基于数字设计概念和组件（门、触发器、多路复用器等）的设计环境。它们必须向用户隐藏布局、布线和位流生成的复杂性。本模块不会详细介绍这些步骤，这需要一整门课程，但至少要了解幕后发生的事情，以便更好地理解将要使用的工具所执行的过程的复杂性。在此背景下，本模块将通过一个简单的示例来引导您，从您可能愿意实现的电路描述到用于配置 FPGA 的比特流，抽象出底层 FPGA 的复杂性。