FPGA

FPGA

FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY

©      FPGA adalah rangkaian digital yang dapat deprogram dan mempunyai gerbang logika yang terkoneksi satu sama lain.

©      FPGA digunakan di :

o  ASIC

o  DSP (Digital Sinyal Prosesing)

o  Embeded mikrokontroler

o  Fisical layer komunikasion

o  Ricon Figurable computing

§  Accelerasi hardware

§  Hardware simulation

©      Sifat / kelebihan FPGA

®  Program dapat disusun ulang berkali-kali

®  FPGA dapat didownload ulang oleh program berkali-kali tanpa batas

®  Bersifat volatile (bergantung dengan catu daya / listrik)

®  Hampir semua rangkaian berimplementasi di dalam chip

®  Lebih murah dan lebih cepat dalam hal desain rangkaian

©      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.

©      Komponen FPGA

1.    CLB (Configure Logic Block)

Membentuk proses segala bentuk rangkaian logika yang dibuat user

2.    I/O Block

Interface antara eksternal pin device dan internal user logic

3.    Programmable Interconnect

Menghubungkan CLB satu dengan lainnya yang berfungsi sebagai saklar

      ©      Isi CLB

Ø 1 buah LUT (Look Up Table)

Sejenis RAM berkapasitas kecil yang berperan untuk implementasi fungsi-fungsi logika dan mempunyai 4 buah input

Ø 1 buah data flip flop

Merupakan suatu rangkaian sel biner yang mempunyai 2 buah output saling berkebalikan keadaannya. Fungsi sebagai rangkaian logika sequential dimana didalam terdapat memori dan pewaktu.

Ø Multiplexer 2 to 1

Piranti digital yang bekerja sebagai saklar yang menghubungkan dari data dan masukkan ke sebuah saluran. Berfungsi memilih beberapa input menjadi 1 output saja.

      ©      7 Perusahaan Yang Memproduksi FPGA

1.    Cypress

2.    Quicklogic

3.    Lattice

4.    Altera

5.    Xilinx

6.    Actel

7.    Plessey

      ©      Beberapa turunan dari Xilinx

o  Virtex

o  Spartan

o  XC3000

o  XC4000

o  XC5000

o  XC7000

•  Isi LUT  

 

• Ukuran RAM single port

§  16 x 8 bit

§  32 x 4 bit

§  64 x 2 bit

§  128 x 1 bit

• Ukuran RAM dual port

§  32 x 4 bit

§  64 x 2 bit

§  128 x 1 bit

©      Alur Perancangan dari FPGA

 

            Proses Implementasi :

1.    FPGA diimplementasikan secara CAD (Computer Aided Design)

2.    Mulai dengan design entry

3.    Masuk ke logic optimization. Memodifikasikan operasi Boolean untuk mengoptimalkan penggunaan logic

4.    Teknologi mapping. Mengtransformasikan dari ekspresi Boolean ke dalam bentuk sirkuit pada FPGA logic block

5.    Placement. Setelah mapping le logic block penempatan algoritma yang ditempatkan ke masing-masing block

6.    Routing software. Mengatur PI (Programmable Interconnect) dan menentukan programmable switch untuk menghubungkan antar block

7.    Programming unit. Mengkonfigurasi chip setelah placement dan routing tuntas. Hasil dari routing yaitu bit string