Pengenalan FPGA

FPGA ( Field Programmable Gate Array )

Field Programmable Gate Array adalah IC digital yang sering digunakan untuk mengimplementasikan rangkaian digital. FPGA merupakan sebuah IC digital yang bersifat Programmable, yang artinya user dapat memakai IC digital secara berulang-ulang untuk menyesuaikan program apa yang akan ingin di download kedalam FPGA. FPGA bersifat Volatile, yang artinya jika listrik mati maka secara otomatis fungsi FPGA akan hilang, Artinya data yang telah kita proses dan kita download akan hilang semuanya. FPGA mempunyai kelebihan diantaranya jenis dan jumlah gerbangnya sangat banyak, kecepatannya sangat tinggi, mudah diprogram berkali-kali. Kekurangan FPGA adalah sifat Programnya masih bersifat Volatile.

FPGA berkembang pada tahun 1980-an dan baru di kembangkan pada tahun 1984 oleh perusahaan Xilinc yang berbasis di San Jose CA. terdapat 5 perusahaan besar yang memproduksikan FPGA diantaranya Xilinx, Altera, Lattice, Actel, Quicklogic.

Isi dari FPGA pada umunya : 

1. Configure Logic Blocks (CLB), bagian ini yang akan memproses segala bentuk rangkaian logika yang dibuat oleh user/pemakai.
2. I/O, sebagai interface antara external pin dari device dan internal user logic
3. Programmable Interconnect, bagian ini menghubungkan antara CLB satu dengan CLB lainnya.

FPGA terbagi kedalam 2 kondisi yaitu,Kondisi Awal dan Kondisi Pemakai, ketika pertama kali FPGA dihidupkan, maka FPGA masih dalam keadaan awal, masih dalam keadaan kosong belum terprogram software apapun. bila pada kondisi pemakai, maka otomatis di dalam FPGA telah terdapat program. Itinya jika fpga dihidupkan maka program belum terisi kedalamnya, dan jika program telah terisi di dalam fpga maka, FPGA siap digunakan dan FPGA termasuk kedalam kondisi user/pemakai.

3 cara yang biasa digunakan untuk mendownload program ke dalam FPGA yaitu :

1. User dapat mendownload langsung program ke dalam FPGA menggunakan kabel yang disambungkan ke PC. Proses ini dilakukan jika FPGA dalam keadaan on/fresh.
2. User dapat menggunakan microkontroller pada board yang ada
3. User dapat menggunakan "boot-PROM" pada board yang ada yang dihubungkan ke FPGA, dan mengatur FPGA supaya secara otomatis bekerja tanpa proses download.

Perusahaan FPGA itu berkembang sejak tahun 1984. Oleh perusahaan Xilinc. Terdapat 5 Perusahaan besar yang memproduksi FPGA diantaranya antara lain :

1. Xilinc merupakan perusahaan besar pertama yang memproduksikan FPGA
2. Altera merupakan perusahaan besar kedua di dunia FPGA yang memproduksikan FPGA
3. Lattice, Actel, Quicklogic merupakan perusahaan-perusahaan kecil yang memiliki pasar khusus dalam memproduksikan produknya.

Xilinc dan Altera selain memproduksikan hardwarenya perusahaan tersebut juga memproduksikan softwarenya. Karena perusahaan tersebut memproduksikan produknya dalam 1 paket khusus.

1. Perusahaan Xilinc terkenal dengan software miliknya yaitu ISE WebPack
2. Perusahaan Altera terkenal dengan software miliknya yaitu Quartus II Web Edition

Hardware yang digunakan pada FPGA itu berupa bahasa pemograman VHDL dan Verilog.
VHDL (Very High Speed Integrated Hardware Description Language) termasuk bahasa pemodelan yang digunakan untuk merancang atau memodelkan rangkaian digital. VHDL termasuk kedalam bahasa pemograman VHSIC (Very High Speed Integrated Circuit) 

Verilog digunakan untuk menggambarkan sistem digital pada suatu perangkat keras. Verilog termasuk kedalam bahasa HDl (Hardware Description Language).

Kelebihan dari FPGA :

1. Dapat di costumize
2. Dapat mengambil keuntungan dari PLD dan ASIC
3. Lebih murah
4. Implementasinya lebih mudah & lebih cepat

 Kelebihan dari ASIC yaitu, Memiliki complite function. PLD yaitu sirkuit terbaru dimana terdapat 2 logic and, or. Kelebihan dari PLA yaitu menawarkan fitur fleksibel. Kelebihan dan Kekurangan dari PAL/GAL yaitu dapat menawarkan fitur fleksibel & lebih cepat, kekurangannya lebih mahal dari PLA.

Yang perlu diketahui dari FPGA itu terdapat adanya
PROM : Chip memory dimana data dapat ditulis sekali saja
ROM : Dapat diprogram selama proses manufaktur
PROM : Dapat dibuat sebagai memory kosong
EPROM : dapat diprogram berulang-ulang dan dapat di hapus dengan menggunakan sinar ultraviolet
EEPROM : Dapat diprogram berulang-ulang dapat dihapus dengan listrik.
Flash Memory : Dapat dihapus dan diprogram 1 bit perwaktunya
FUSIBLE LINK TECHNOLOGI : Teknologi yang bisa diprogram jika ada tegangan
ANTIFUSE LINK TECHNOLOGI : Mengatasi jika tidak terjadi adanya tegangan.

Sekiranya Sampai disini dulu pengenalan FPGA yang Saya ketahui. Kurang dan lebihnya mohon dimaafkan semoga dilain waktu Saya dapat menambahkan materi tentang FPGA ini lebih dalam lagi.