随着 FPGA 的发展和产品种类的增加，FPGA（现场可编程门阵列）在电子系统和产品中的应用也日益广泛。凭借 FPGA 的灵活性，用户可以对处理器重新编程，而不必等待新的器件型号推出，因此 FPGA 越来越受欢迎。此外，有了 FPGA，系统设计人员还能通过实施固件更新，而不是浪费时间进行硬件更改，来快速进行新功能的原型设计，从而缩短设计周期。FPGA 的功能范围很广，许多新型 FPGA 可与一些正在开发的复杂定制 ASIC（专用集成电路）相媲美。

FPGA 处理能力的提升，以及 I/O（输入/输出）和内存容量的增加，为设计人员实现特定设计提供了多种选择。不过，使用现代 FPGA 上提供的许多资源时，功耗往往更高。FPGA 供应商通常会提供关于如何配置其 FPGA 的建议，以便针对给定 FPGA 设计实现更低的总体功率范围。

通常，FPGA 配置建议要求将 FPGA 内核电压降至 1.8V 或 3.3V 等常用电压轨以下。例如，对于具有大量查询表 (LUT) 的复杂 FPGA，FPGA 供应商会建议在 1.2V 甚至更低的核心电压下运行 FPGA，以达到设计功耗。内核电压越低，FPGA 可支持的 I/O 电压就越低。当 FPGA 在 1.2V 或更低内核电压下运行时，系统设计人员面临的设计挑战之一是，FGPA 连接的外设通常在远高于 FPGA I/O 所能支持的电压下运行，这会导致 I/O 电压电平不匹配（请参阅图 1）。

对于系统设计人员来说，提高 FPGA 的 I/O 电压需要将整个 FPGA 的内核电压或相当一部分的内核电压提高至更高电平，这会导致整体功耗增加。如果只有少数 FPGA I/O 存在 I/O 电平不匹配情况，则这会提高 FPGA 的整体功率上限。有一种设计能够帮助系统设计人员使 FPGA 保持较低内核电压并解决 I/O 电平不匹配问题，那就是采用简单的电压电平转换器器件。

电平转换器件为系统设计人员提供了一种简单且经济高效的设计，可解决系统的 I/O 电平不匹配问题，而不会影响性能、功耗或尺寸。集成式电平转换设计提供多种 I/O 类型、位宽、数据速率范围、电流驱动能力和封装选项。德州仪器 (TI) 的电平转换器产品系列包含许多不同类型的电平转换功能，这些功能都可以满足几乎任何应用要求。TI 的电平转换产品系列包括工业级、汽车级和增强级自动方向、方向控制和固定方向电平转换器。

有关常用接口类型的推荐电平转换器件列表，请参阅表 1。表 2 列出了常见的 FPGA 系列和通常推荐用于功耗设计的目标 I/O 电平，以及必须进行电平转换的各系列器件所支持的不同接口。有关 TI 所有电平转换设计的更多信息，请参阅电压转换器和电平转换器。