目前FPGA出厂的时候已经经过生产厂商100%测试，设计人员避免了做ASIC的研发风险，而且FPGA可以反复编程，便于使用，减少了研发时间，因此FPGA的应用范围越来越广，包括通信、工业控制、医疗设备和武器装备上。高密度FPGA属于公司重点研发项目。众所周知FPGA可反复编程，只要片上资源够用，它可以实现用户任何指定的功能。那么FPGA要实现用户的功能，就需要向FPGA写入用户设计生成的配置比特流，FPGA载入比特流之后就是一个特定功能的芯片了。下载过后可以进行回读操作，即用户可以回读出FPGA中的配置信息和下载时候的比特流进行比对，验证比特流是否正确地写入FPGA中。用户也可以对比特流进行DES加密，载入FPGA的是加密过后的比特流，可以防止其他人恶意的窃取比特流，没有密钥窃取的数据完全无用。在FPGA配置电路中包含一个解密电路，它可以实现对加密比特流的解密，用户只需要保证密钥的安全性，便可以保证比特流的安全性。本论文描述的高密度FPGA配置体系是本公司自主设计，是在公司原有成功的FPGA配置体系的基础上设计的，该配置体系可以完成五种模式的配置，可以进行回读操作，并可以解密软件加密过后的比特流。本论文主要描述了FPGA配置体系的配置、回读和比特流解密，具体的研究内容如下：1．配置方面研究了高密度FPGA的架构、配置的五种模式、配置相关的引脚、配置列结构和配置流程。FPGA在载入比特流的时候，研究了FPGA配置电路是如何一步一步的工作的，即比特流从配置端口写入到FPGA内部，到形成一帧的配置数据，最后写入FPGA内部SRAM阵列。研究了比特流每一行的意义、配置电路相关的寄存器、配置数据包类型和帧缓冲器等。2．回读方面研究了高密度FPGA回读的两种模式，研究了SRAM阵列里面的数据如何通过帧缓冲器，到FDRO帧数据输出寄存器，最后从配置端口读出。研究了回读上位机软件端的设置，和软件生成回读文件的作用，以及怎么比对回读的数据和下载的比特流的一致性。研究了帧缓冲器在回读的时候，具体如何工作，内部信号如何变化。3．DES加密/解密方面研究了三重DES的加密和解密算法，解密电路分别用三个密钥进行“解密-加密-解密”流程对比特流进行解密。并设计了具体的解密电路，包括：Key编程电路、迭代计算电路和SubKey产生电路等。并对相关电路进行了仿真验证。