FPGA pada dasarnya adalah chip yang dapat diprogram, dengan aplikasi di semua jenis komputasi khusus.
FPGA memberikan manfaat untuk berbagai jenis peralatan elektronik. Dari navigasi pesawat hingga ultrasound medis dan mesin pencari data, orang mengandalkan FPGA untuk pengembangan dan penggunaan teknologi yang mereka gunakan setiap hari.
Artikel ini memberikan informasi tentang apa itu FPGA dan kegunaannya. Jika Anda tertarik dengan topik ini, Anda akan senang membaca artikel ini.
Apa itu FPGA?
FPGA adalah singkatan dari Array Gerbang yang Dapat Diprogram Lapangan. Ini adalah sebuah perangkat semikonduktor berdasarkan matriks blok logika yang dapat dikonfigurasi (CLB) di mana sebagian besar fungsi listrik di dalam perangkat dapat diubah oleh insinyur desain.
Terkait: Pelajari Cara Memprogram Papan Arduino Hari Ini Dengan Perintah Ini
FPGA ditentukan oleh susunan subsirkuit digital yang saling berhubungan yang mengimplementasikan fungsi umum sambil juga menawarkan tingkat fleksibilitas yang tinggi. FPGA termasuk dalam kelas perangkat yang disebut sebagai logika yang dapat diprogram (atau perangkat keras yang dapat diprogram). FPGA tidak melakukan apa pun dengan sendirinya; melainkan dikonfigurasi untuk menjadi sirkuit digital apa pun yang diperlukan. Jadi, bagaimana cara kerjanya?
Bagaimana Cara Kerja FPGA?
Memahami cara kerja FPGA sangatlah mudah. Ini melibatkan pemuatan konfigurasi ke FPGA yang kemudian mulai berperilaku seperti sirkuit apa pun yang Anda butuhkan. Tidak ada keributan, tidak ada stres. Nya Konfigurasi berbasis RAM berarti dapat dikonfigurasi ulang dalam jumlah yang tidak terbatas.
Jenis FPGA
Ada dua cara utama untuk mengklasifikasikan FPGA: berdasarkan susunan blok internalnya atau berdasarkan jenis teknologi pemrogramannya. FPGA termasuk dalam salah satu dari tiga kategori dalam hal pengaturannya:
- Array simetris: Susunan ini terdiri dari baris dan kolom blok logika yang terhubung, dikelilingi oleh blok input/output.
- Arsitektur berbasis baris: Pengaturan ini mengganti baris blok logika dan sumber daya interkoneksi yang dapat diprogram, dengan blok input/output di sepanjang tepinya.
- PLD hierarkis (perangkat logika yang dapat diprogram): Ini memiliki tata letak yang lebih kompleks. Tingkat atas terdiri dari blok logika dan interkoneksi. Blok logika berisi modul logika, yang memiliki elemen fungsional kombinatorial dan sekuensial.
Penggunaan Umum FGPA
Ada segudang kegunaan untuk FPGA yang mencakup berbagai bidang. Kasus penggunaan meliputi:
- Pemrosesan video dan pencitraan.
- Aplikasi militer.
- Radio yang ditentukan perangkat lunak.
- Pencitraan medis.
- Komunikasi kabel dan nirkabel.
- Integrasi beberapa perangkat logika sederhana yang dapat diprogram.
- Pengenalan suara.
- Kriptografi.
- Pemrosesan sinyal digital.
- prototipe ASIC.
- Pengontrol perangkat.
- Sistem emulasi perangkat keras komputer.
- Bioinformatika.
- Komputasi performa tinggi.
- Antariksa & pertahanan.
- prototipe ASIC.
- Otomotif.
- Siaran elektronik konsumen.
- medis pusat data.
- Instrumen ilmiah dan industri.
Manfaat Menggunakan FPGA
FPGA menawarkan banyak keuntungan dibandingkan implementasi konvensional.
| Manfaat | rincian |
|---|---|
| Integrasi | Semakin banyak fungsi dalam FPGA saat ini (yang mencakup prosesor on-die, I/O transceiver pada 28 Gbps atau lebih, blok RAM, mesin DSP) semakin sedikit perangkat di papan sirkuit. Ini meningkatkan keandalan dengan mengurangi jumlah kegagalan perangkat. |
| Fleksibilitas | Fungsionalitas FPGA dapat berubah setiap kali perangkat dihidupkan. Ini berarti bahwa jika seorang insinyur desain ingin membuat perubahan, mereka cukup mengunduh file konfigurasi baru ke dalam perangkat dan mencoba perubahan tersebut. |
| Percepatan | FPGA dibawa ke pasar lebih cepat karena dijual 'dari rak'. Karena fleksibilitas FPGA, produsen peralatan asli dapat mengirimkan sistem segera setelah desain terbukti berfungsi dan diuji. |
| Ketersediaan Jangka Panjang | Penggunaan FPGA memberi Anda kebebasan dari produsen komponen, karena fungsionalitasnya tidak ada di dalam modul itu sendiri tetapi di dalam konfigurasinya. Pemrograman ini dapat dilakukan dengan cara yang tidak memerlukan penyesuaian pada FPGA yang berbeda |
Perbedaan Antara FPGA dan ASIC
ASIC (Application Specific Integrated Circuits) dan FPGA memiliki proposisi nilai yang berbeda. Apa yang membedakan FPGA dari ASIC adalah kenyataan bahwa FPGA dapat diprogram ulang ke aplikasi yang diinginkan atau persyaratan fungsionalitas setelah pembuatan sedangkan ASIC dibuat khusus untuk desain tertentu tugas. Perubahan pemrograman ulang ini dapat terjadi selama proses perakitan PCB (Printed Circuit Board), atau bahkan setelah peralatan dikirim ke pelanggan.
Meskipun FPGA yang dapat diprogram satu kali (OTP) memang ada, jenis yang dominan dan paling umum adalah berbasis RAM yang membuatnya dapat diprogram ulang karena desainnya terus berkembang.
Selain itu, FPGA dijual langsung, tidak seperti ASIC yang membutuhkan siklus produksi yang memakan waktu beberapa bulan.
Performa dan Keserbagunaan FPGA
FPGA menawarkan tingkat kinerja dan keserbagunaan yang unggul yang menjadikannya teknologi masuk bagi orang-orang dan organisasi yang ingin mengoptimalkan chip atau membuat perubahan pada chip untuk beban kerja mereka.
Contoh yang bagus dari peningkatan signifikansi FPGA dapat ditemukan di bidang kecerdasan buatan. Karena kecerdasan buatan terus mendapatkan relevansi, begitu juga pentingnya FPGA. Dalam kasus-kasus tertentu, FGPA mengungguli GPU (Graphical Processing Units) dalam menganalisis sejumlah besar data untuk pembelajaran mesin.
Anda memerlukan perangkat keras khusus untuk menambang Bitcoin. Masuk ke ASIC.
Baca Selanjutnya
- Teknologi Dijelaskan
- Perangkat keras
Calvin adalah seorang penulis di MakeUseOf. Ketika dia tidak menonton Rick and Morty atau tim olahraga favoritnya, Calvin menulis tentang startup, blockchain, keamanan siber, dan bidang teknologi lainnya.
Berlangganan newsletter kami
Bergabunglah dengan buletin kami untuk kiat teknologi, ulasan, ebook gratis, dan penawaran eksklusif!
Klik di sini untuk berlangganan