apa itu FPGA?
apa fungsinya?
Mungkin sebagian dari kita ketika mendengar hal ini, pasti bertanya-tanya. sebenarnya FPGA itu apa??. dari namanya saja tampak asing bagi kita yang baru mengenal FPGA. Pada Artikel kali ini saya akan menceritakan sedikit mengenai sejarah dari FPGA.
Sejarah FPGA
FPGA ini dikembangkan sejak tahun 1984 oleh perusahaan Xilinx yang berbasis di San
Jose, CA. Perkembangan selanjutnya, FPGA ini mulai diproduksi oleh beberapa perusahaan
misalnya, Altera, Lattice, dan Quicklogic. Diantara perusahaan-perusahaan tersebut, terdapat 2
perusahaan yang mendominasi produksi FPGA di seluruh dunia yaitu Xilinx dan Altera.
Ada 5 perusahaan besar yang memproduksi FPGA. Dua yang pertama merupakan pemain
utama di pasar FPGA:
- Xilinx yang punya nama besar dalam dunia FPGA, masih memimpin dalam densitas dan
teknologi. - Altera merupakan pemain kedua terkenal di dunia FPGA, terkenal dengan namanya.
- Lattice, Actel, Quicklogic adalah perusahaan-perusahaan yang lebih kecil dan punya “pasar khusus”.
Jadi, FPGA itu adalah komponen elektronika dan semikonduktor yang mempunyai komponen gerbang terprogram (programmable logic) dan sambungan terprogram. Komponen gerbang terprogram yang dimiliki meliputi jenis gerbang logika biasa (AND, OR, XOR, NOT) maupun jenis fungsi matematis dan kombinatorik yang lebih kompleks (decoder, adder, subtractor, multiplier, dll). Blok-blok komponen di dalam FPGA bisa juga mengandung elemen memori (register) mulai dari flip-flop sampai pada RAM (Random Access Memory).
Pengertian terprogram (programmable) dalam FPGA adalah mirip dengan interkoneksi saklar dalam breadboard yang bisa diubah oleh pembuat desain. Dalam FPGA, interkoneksi ini bisa diprogram kembali oleh pengguna maupun pendesain di dalam lab atau lapangan (field). Oleh karena itu jajaran gerbang logika (Gate Array) ini disebut field-programmable. Jenis gerbang logika yang bisa diprogram meliputi semua gerbang dasar untuk memenuhi kebutuhan yang manapun.
Secara umum FPGA akan lebih lambat jika dibandingkan dengan jenis chip yang lain seperti pada chip Application-Specific Integrated Circuit (ASIC). Hal ini karena FPGA menggunakan power/daya yang besar bentuk desain yang kompleks. Beberapa kelebihan dari FPGA antara lain adalah harga yang murah, bisa diprogram mengikuti kebutuhan, dan kemampuan untuk di program kembali untuk mengkoreksi adanya bugs. Jenis FPGA dengan harga murah biasanya tidak bisa diprogram dan dimodifikasi setelah proses desain dibuat (fixed-version). Chip FPGA yang lebih kompleks dapat diperoleh dari jenis FPGA yang dikenal dengan CPLD (Complex-Programmable Logic Device).
Cara Kerja FPGA
FPGA (Field Programmable Gate Array) merupakan sebuah IC digital sering
digunakan untuk implementasi rangkaian digital. IC digital ini pada umumnya terdiri atas 3
bagian yaitu configure logic blocks (CLB), I/O Blocks, dan Programmable Interconnect.
digunakan untuk implementasi rangkaian digital. IC digital ini pada umumnya terdiri atas 3
bagian yaitu configure logic blocks (CLB), I/O Blocks, dan Programmable Interconnect.
Isi Dari FPGA Buatan Xilinx
Sebuah FPGA tersusun dari sebuah bagian yang bernama “logic-cell” (Logic Blocks),
yang kemudian pada perkembangannya saling terhubung satu sama lain. Kumpulan-kumpulan
dari logic cell ini berjumlah ratusan bahkan ribuan dan membentuk sauatu fungsi yang
kompleks. Sebuah logic cell pada dasarnya terdiri atas sebuah lookup table(LUT), D flip-flop,
dan sebuah multiplekser 2 ke 1.
yang kemudian pada perkembangannya saling terhubung satu sama lain. Kumpulan-kumpulan
dari logic cell ini berjumlah ratusan bahkan ribuan dan membentuk sauatu fungsi yang
kompleks. Sebuah logic cell pada dasarnya terdiri atas sebuah lookup table(LUT), D flip-flop,
dan sebuah multiplekser 2 ke 1.
1. Look Up Table (LUT) merupakan sejenis RAM (Random Acces Memory) yang
berkapasitas kecil. Di dalam FPGA, LUT ini memegang peranan penting dalam
proses implementasi fungsi-fungsi logika. Selain itu, LUT ini berciri khas memiliki
input sejumlah 4 buah.
berkapasitas kecil. Di dalam FPGA, LUT ini memegang peranan penting dalam
proses implementasi fungsi-fungsi logika. Selain itu, LUT ini berciri khas memiliki
input sejumlah 4 buah.
2. D Flip Flop. Seperti yang diketahui, flip-flop (Bistable Multivibrator) dalah suatu
rangkaian sel biner yang memiliki dua buah output yang saling berkebalikan
keadaannya (0 atau 1). Di dalam FPGA, terdapat sebuah jenis flip-flop yaitu D flip-flop atau Data flip flop. Rangkaian D flip-flop ini berfungsi sebagai rangkaian logika
sekuensial dimana di dalamnya terdapat peralatan memori dan pewaktu.
3. Multiplekser 2 ke 1. Sebuah multipleser adalah piranti digital yang bekerja sebagai
switch (saklar) yang menghubungkan data dari n masukkan ke sebuah keluaran.
Multiplekser berfungsi untuk memilih beberapa input untuk hanya menjadi 1 output
saja. Di dalam FPGA, terdapat rangkaian multiplekser 2 ke 1 yang artinya,
multiplekser tersebut memiliki 2 buah input dan 1 buah output.
rangkaian sel biner yang memiliki dua buah output yang saling berkebalikan
keadaannya (0 atau 1). Di dalam FPGA, terdapat sebuah jenis flip-flop yaitu D flip-flop atau Data flip flop. Rangkaian D flip-flop ini berfungsi sebagai rangkaian logika
sekuensial dimana di dalamnya terdapat peralatan memori dan pewaktu.
3. Multiplekser 2 ke 1. Sebuah multipleser adalah piranti digital yang bekerja sebagai
switch (saklar) yang menghubungkan data dari n masukkan ke sebuah keluaran.
Multiplekser berfungsi untuk memilih beberapa input untuk hanya menjadi 1 output
saja. Di dalam FPGA, terdapat rangkaian multiplekser 2 ke 1 yang artinya,
multiplekser tersebut memiliki 2 buah input dan 1 buah output.
