Field-Programmable Gate Array (FPGA) 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). (sumber : Wikipedia).

z

Jadi ketika Anda mempunyai barang elektronik dan memiliki chip dengan bentuk yang sama didalamnya, belum tentu mempunyai fungsi yang sama. Didalam chip tersebut bisa diprogram sesuai kebutuhan dan tinggal membuat interkoneksi dengan dunia luar. Sistem yang dibangun bisa menjadi sistem on chip atau reconfigurable system on chip. Reconfigurable berarti chip bisa melakukan beberapa fungsi yang berbeda sesuai dengan setting yang sudah dibuat. Jalur data akan direconfigurasi sehingga menghasilkan output yang diinginkan. Semua dipelajari dalam design IC terutama di Struktur Prosesor Digital dan Very Large Scale Integration (VLSI). Banyak hal yang bisa kita design menggunakan FPGA. Bahkan semua chip bisa kita design sendiri dengan menggunakan FPGA asal design tidak terlalu besar karena gate di FPGA terbatas.

Perusahaan yang menyediakan board FPGA ini tidak terlalu banyak. Mereka biasanya bergerak di software dan hardware. Mereka menyediakan board dan juga software untuk development juga. Jadi semacam compiler kalo di design software. Kemudian dengan software itu bisa dilakukan simulasi dan didownload ke boardnya. Beberapa perusahaan yang bermain di FPGA adalah ALTERA, Xilinx, Lattice Semiconductor, Actel, SiliconBlue Technologies, Achronix, and QuickLogic.

Untuk melakukan design Hardware dengan FPGA, biasanya kita menggunakan bahasa pemrograman Verilog atau VHDL. Verilog lebih enak digunakan karena bahasanya simple dan mudah dibaca. Tidak terlalu strict seperti VHDL. FPGA yang sudah pernah saya gunakan adalah produk dari Altera dan Xilinx karena kebetulan yang ada di lab altera, sedangkan dulu pernah pake xilinx waktu ada training. Di posting berikutnya, kita akan mempelajari bahasa pemrograman menggunakan Verilog.