FPGA Field Programmable Gate Array

dokumen-dokumen yang mirip
ARSITEKTUR FPGA. Veronica Ernita K.

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan

Field Programmable Gate Array (FPGA) merupakan perangkat keras yang nantinya akan digunakan untuk mengimplementasikan perangkat lunak yang telah diran

untuk ASIC tinggi, algoritma harus diverifikasi dan dioptimalkan sebelum implementasi. Namun dengan berkembangnya teknologi VLSI, implementasi perangk

RUMUSAN MASALAH Rumusan masalah yang diambil penulis ialah mengembangkan dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, dan dapat diperoleh

Pengenalan & Konsep Dasar FPGA. Veronica Ernita Kristianti

PLA & PLD Programmable Logic Array Programmable Logic Device

BAB 1. Pendahuluan. diprogram secara digital ditemukan seperti IC sederhana seperti General Array

SATUAN ACARA PERKULIAHAN UNIVERSITAS GUNADARMA

Implementasi Penampil Citra Dengan Menggunakan Picoblaze FPGA

ASIC Application Spesific Integrated Circuit

MERGESORT DALAM TINGKAT REGISTER TRANSFER LOGIC BERBASIS FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY

Implementasi Prototipe Sistem Kontrol Elevator Berbasis FPGA Menggunakan VHDL

TSK205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

Pendahuluan BAB I PENDAHULUAN

Percepatan Menggunakan Perangkat Keras

MODUL TRAINER DIGITAL YANG DIGUNAKAN SEBAGAI MODUL PEMBELAJARAN PENDIDIKAN VOKASI BIDANG ELEKTRONIKA

Laboratorium Dasar Teknik Elektro - Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB

PERANCANGAN PLC MENGGUNAKAN FPGA

IMPLEMENTASI FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY (FPGA) UNTUK MEMBUAT GAME RICOCHET. Naskah Publikasi. diajukan oleh Astona Sura Satrida

LEMBAR TUGAS MAHASISWA ( LTM )

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

Rangkaian Kombinasional

BAB 1 PENDAHULUAN. dengan teknologi digital, maka perangkat tersebut memiliki sebuah integrated

IMPLEMENTASI FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY DALAM PERANCANGAN ARITHMETIC-LOGIC UNIT DAN SHIFTER

MULTIPLEKSER BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE (PLD)

Trend era Digital. Sistem yang semakin kompleks. Menghasilkan Desain yang komplek Waktu desain yang cepat untuk memenuhi kebutuhan pasar

BAB V SISTEM PENGOLAHAN DATA KOMPUTER (Arsitektur Komputer) "Pengantar Teknologi Informasi" 1

MODUL TRAINING PRAKTIKUM MENGGUNAKAN FPGA

Rancang Bangun Penyandian Saluran HDB3 Berbasis FPGA

PENDAHULUAN PULSE TRAIN. GATES ELEMEN LOGIKA

DESAIN SKEMATIK ALGORITMA HISTOGRAM UNTUK KEBUTUHAN ANALISIS TEKSTUR CITRA BERBASIS FPGA (Field Programmable Gate Array)

6. Rangkaian Logika Kombinasional dan Sequensial 6.1. Rangkaian Logika Kombinasional Enkoder

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1 : Xilinx Foundation Series

IMPLEMENTASI PENAPIS DIGITAL LOLOS RENDAH UNTUK PENGOLAHAN SINYAL EEG DENGAN MENGGUNAKAN PRICOBLAZA FPGA

PROGRAMMABLE LOGIC DEVICES

Sistem Digital. Pendahuluan -1- Sistem Digital. Missa Lamsani Hal 1

Latihan 19 Maret 2013

MODUL I Pengenalan Teknologi FPGA

Arsitektur Komputer. Rangkaian Logika Kombinasional & Sekuensial

Perhitungan Dot Vektor Dimensi Dua Input 4 bit dengan Rangkaian Digital Berdasarkan Aljabar Boolean

Perkembangan Mikroprosesor

Hanif Fakhrurroja, MT

INTERFACE LCD DENGAN MENGGUNAKAN FPGA

Teknologi Implementasi dan Metodologi Desain Sistem Digital

SIMULASI RANGKAIAN DIGITAL MESIN PENJUAL KOPI DENGAN XILINX

Publikasi Jurnal Skripsi

Implementasi Discrete Cosine Transform Pada Field Programmable Gate Array

Read Only Memory (ROM) berbasis Field Programmable Gate Array (FPGA) menggunakan VHDL (VHSIC Hardware Description Language)

Register & Counter -7-

Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT UNIT I GERBANG LOGIKA DASAR DAN KOMBINASI. I. Tujuan

MAKALAH TEKNIK DIGITAL RANGKAIAN FLIP-FLOP DASAR

BABI PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Sistem Digital. Dasar Digital -4- Sistem Digital. Missa Lamsani Hal 1

SIMULASI RANGKAIAN DIGITAL MESIN PENJUAL KOPI DENGAN XILLINX

Kuliah#7 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

TSK505 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto

IMPLEMENTASI ALGORITMA KRIPTOGRAFI VERNAM CIPHER BERBASIS FPGA

BAB 1 PENDAHULUAN. manusia selalu berusaha untuk mengembangkan alat bantu yang dapat

1. FLIP-FLOP. 1. RS Flip-Flop. 2. CRS Flip-Flop. 3. D Flip-Flop. 4. T Flip-Flop. 5. J-K Flip-Flop. ad 1. RS Flip-Flop

Analisa Model Implementasi Field Programmable Gate Array (FPGA) dan Application Spesific Integrated Circuit (ASIC)

2.4 Sistem Penghapus Derau (Noise Canceling) Algoritma Recursive Least Square (RLS) Field Programmable Gate Array (FPGA) 16

Design Capture dalam Implementasi Field Programmable Gate Array (FPGA) dan Application Spesific Integrated Circuit (ASIC)

Aplikasi FPGA dalam Pengontrolan Ruangan

Pengenalan Komputer. Mahasiswa dapat menjelaskan definisi komputer,jenis generasi perkembangannya. Nawindah,S.Kom, M.Kom. Modul ke: Fakultas FT

BAB IV IMPLEMENTASI DAN VERIFIKASI PADA FPGA

= = = T R = sifat memori. 2. Monostable. Rangkaian. jadi. C perlahan naik. g muatan. pulsa. Lab Elektronika. terjadi di. Industri. Iwan.

BAB I : APLIKASI GERBANG LOGIKA

BAB 5 VERIFIKASI DAN IMPLEMENTASI FPGA

KONSEP PENDAHULUAN. Sistem Digital

Pengenalan VHDL. [Pengenalan VHDL]

SIMULASI CONVERTER DAYA FREKUENSI TINGGI DENGAN TEKNOLOGI PLD BERBASIS SISTEM MIKROKONTROLLER

Desain dan Implementasi Convolutional Encoder (2, 1, 8) dalam Field Programmable Gate Array (FPGA)

MODUL 3 GERBANG LOGIKA DASAR

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. komunikasi nirkabel mulai dari generasi 1 yaitu AMPS (Advance Mobile Phone

FPGA DAN VHDL. Teori, Antarmuka dan Aplikasi

BAB 2. Landasan Teori

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Review Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto

Kuliah#12 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL 2013 / 2014

MIKROPENGENDALI TEMU 1 INTRODUCTION TO COMPUTING. Sub-Tema : 1. Numbering and Coding System 2. Semiconductor Memory 3.

BAB 2 LANDASAN TEORI. 2.1 Pengenalan Field Programmable Gate Array (FPGA)

DASAR TEKNIK DIGITAL (1) GERBANG-GERBANG LOGIKA DASAR

=== PERANCANGAN RANGKAIAN SEKUENSIAL ===

DASAR-DASAR RANGKAIAN SEKUENSIAL 2

PENGANTAR MIKROKOMPUTER PAPAN TUNGGAL (SINGLE CHIP) Oleh : Sumarna, Jurdik Fisika, FMIPA UNY

KONTRAK PEMBELAJARAN (KP) MATA KULIAH

Laboratorium Sistem Komputer dan Otomasi Departemen Teknik Elektro Otomasi Fakultas Vokasi Institut Teknologi Sepuluh November

FORMULIR Satuan Acara Pengajaran

Sistem Digital. Sistem Angka dan konversinya

MODUL I GERBANG LOGIKA

DEKODER BINER KE DESIMAL BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE (PLD)

BAB II LANDASAN TEORI

MATERI RANGKAIAN SEKUENSIAL

GERBANG LOGIKA BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE (PLD)

Interfacing i8088 dengan Memori

R ANGKAIAN LOGIKA KOMBINASIONAL DAN SEQUENSIAL

PERANCANGAN DAN SIMULASI ALAT PENGHITUNG JUMLAH DETAK JANTUNG MENGGUNAKAN ISE WEBPACK 13.1

Transkripsi:

FPGA Field Programmable Gate Array Missa Lamsani Hal 1

FPGA FPGA (Field Programable Gate Array) adalah rangkaian digital yang terdiri dari gerbanggerbang logika dan terinterkoneksi sehingga dapat terhubung satu dengan lainnya. Intinya, FPGA ini merupakaan sebuah chip yang bisa diisi program dan bisa dijalankan dengan software khusus Missa Lamsani Hal 2

Sejarah FPGA FPGA dikembangkan sejak tahun 1984 oleh perusahaan Xilinx yang berbasis di San Jose, California. Ada 5 perusahaan besar yang memproduksi FPGA. Dua yang pertama merupakan yang paling menguasai di pasar FPGA: 1. Xilinx 2. Altera 3. Lattice 4. Actel 5. Quicklogic Missa Lamsani Hal 3

Pengertian FPGA Rangkaian digital (terdiri dari gerbang-gerbang logika) yang terinterkoneksi sehingga dapat terhubung satu dengan lainnya. FPGA sejenis dengan prototype, yaitu untuk membuat sebuah design permodelan. Intinya, PFGA ini merupakaan sebuah chip yang bisa diisi program dan bisa dijalankan dengan software khusus. Banyak yang menggabungkan FPGA merk Xilinx. Missa Lamsani Hal 4

Contoh FPGA Xilinx jenis Spartan 3E Missa Lamsani Hal 5

Komponen gerbang terprogram yang dimiliki FPGA Gerbang Logika biasa seperti : And ; Xor ; Or ; Not Gerbang Logika kombinatorik seperti : Decoder ; Mulplier ; Adder ; Subtractor Blok-blok komponen di dalam FPGA bisa juga mengandung elemen memori (register) mulai dari flip-flop sampai pada RAM (Random Access Memory). Missa Lamsani Hal 6

Penggunaan FPGA ASIC & Costum Silikon (yang ada pada trafo) DSP (Digital Signal Processing), biasa disebut microprocesor Embeded Mikrokontroller, untuk melakukan tugas khusus, misalnya sebagai saklar atau sebagai penghitung daya pada trafo Physical Layer Communication (protocol/nic), untuk interkoneksi layer fisik dengan layer protokol Record Configurable Computing, terdiri dari : akselerasi hardware Hardware simulation Missa Lamsani Hal 7

Sifat FPGA Program dapat disusun kembali berulang ulang FPGA bersifat dapat didownload berulang-ulang tanpa batas Bersifat volatile, maka dari itu untuk menyimpan datanya, FPGA harus terus diberi daya. Bila kehilangan daya pada saat ingin mendownload, maka datanya pun bisa hilang Hampir semua rangkaian terimplementasi dalam chip. PFGA terdiri dari banyak CLB (Configuable Logic Block) yang bisa menyimpan rangkaian-rangkaian logika dalam setiap blocknya. Jadi dalam satu chip bisa tertanam banyak rangkaian digital 5. Murah Missa Lamsani Hal 8

Contoh FPGA Salah satu FPGA buatan Altera Salah satu FPGA buatan Xilinx Missa Lamsani Hal 9

Rangkaian FPGA buatan Xilinx Isi dari FPGA Buatn Xilinx Missa Lamsani Hal 10

Rangkaian FPGA Bila dilihat dari segi bentuknya, FPGA tak berbeda jauh dengan bentuk IC-IC lainnya. Hanya saja, bila dilihat dari isinya FPGA memiliki bagian yang berbeda dengan komponen IC pada umumnya. Berikut isi dari FPGA pada umumnya: Configure Logic Blocks (CLB) I/O Blocks Programmable Interconnect Missa Lamsani Hal 11

Isi FPGA Configure Logic Blocks (CLB). CLB merupakan bagian dari FPGA yang akan memproses segala bentuk rangkaian logika yang dibuat oleh user I/O Blocks. Sebagai interface antara external pin dari device dan internal user logic Programmable Interconnect. Bagian ini berisi wire segments dan programmable switches atau biasa disebut saklar, selain itu bagian ini juga akan menghubungkan antara CLB satu dengan CLB lainnya. RAM (Random Access Memory) Tepat penyimpanan pada FPGA Missa Lamsani Hal 12

Isi CLB Configure Logic Blocks LUT (Look Up Table) D Flip Flop Multiplexer 2 ke 1 Missa Lamsani Hal 13

LUT (Look Up Table) Sejenis RAM yang berkapasitas kecil. Dalam FPGA, LUT berperan penting dalam proses implementasi fungsi-fungsi logika. LUT berciri khas mempunyai 4 buah inputan. Missa Lamsani Hal 14

D Flip Flop Merupakan jenis flip-flop (Bistable Multivibrator) adalah 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 Missa Lamsani Hal 15

Multiplekser 2 ke 1 Sebuah multiplekser 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 Missa Lamsani Hal 16

Isi dari LUT LUT yang terdapat pada setiap CLB, terbagi lagi misinya menjadi 4 slices. Masing-masing slice berisi Shift Register, RAM, dan informasi input. Missa Lamsani Hal 17

Isi dari LUT Misalnya 16 8 bit. Angka 16 menjelaskan tentang besar RAMnya, dan 8 bit menjelaskan tentang shift registernya (banyaknya pencacahan). Missa Lamsani Hal 18

Alur Perancangan FPGA FPGA diimplementasikan dengan sistem CAD (Computer Added Design). Berikut adalah jalur perancangan FPGA Missa Lamsani Hal 19

Alur Perancangan FPGA Design entry Logic implementation (gabungan dari merge & transale dan optimize equation Maping Placement Routing software Programming unit Missa Lamsani Hal 20

Alur Perancangan FPGA Design Entry Bisa dalam bentuk text yaitu bahasa pemrograman VHDL (Very High Speed Integrated Hardware Description Language), maupun dalam bentuk shematic capture berupa gambar-gambar simbol gerbang logika yang disatukan sehingga menjadi rangkaian yang utuh. Logic Implementation (Gabungan dari Merge & Transalate dan Optimize Equation) untuk mengoperasikan bilangan boolean untuk mengoptimalkan penggunaan logic. Mapping Transformasi ekspresi boolean ke dalam bentuk circuit pada FPGA logic block. Missa Lamsani Hal 21

Alur Perancangan FPGA Placement Setelah mapping, dilakukan penempatan algoritma yang digunakan ke masing-masing block. Routing Software Mengatur programmable interconnect / wire segment dan menentukan programmable switch untuk menghubungkan antar block. Programming Unit Mengkonfigurasi setelah placement dan routing tuntas Missa Lamsani Hal 22

Arsitektur FPGA 1. Antifuse 2. Fine, Medium, Coarse Grained 3. MUX dan LUT 4. CLB, LAB, dan Slice 5. Fast Carry Chains 6. Processor Core 7. General Purpose I/O 8. Hard, Soft, dan Firm IP 9. System Gates 10.Clocking Missa Lamsani Hal 23

Antifuse Adalah lawan dari fuse, fuse itu sendiri adalah sekering yaitu alat yang digunakan sebagai pengaman dalam suatu rangkaian listrik apabila terjadi kelebihan muatan listrik atau suatu hubungan arus pendek. Cara kerjanya apabila terjadi kelebihan muatan listrik atau terjadi hubungan arus pendek, maka secara otomatis sekering tersebut akan memutuskan aliran listrik dan tidak akan menyebabkan kerusakan pada komponen yang lain. Jadi Antifuse itu sendiri adalah untuk menciptakan atau membangkitkan jalur elektrik konduktif atau memberikan jalan kepada muatan listrik yang besar untuk lewat. Missa Lamsani Hal 24

Fast Carry Chains Tipe jalur interkoneksi yang berfungsi dalam pembuatan fungsi fungsi logika agar dapat brjalan efisien Missa Lamsani Hal 25

Processor Core Otak dari sebuah processor dan pusat pengendali komputeryang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas. Missa Lamsani Hal 26

General Purpose I/O Pin generic pada chip yang perilakunya dapat dikontrol atau diprogram melaui perangkat lunak Missa Lamsani Hal 27

System Gates Sebuah 4 masukan yang dapat digunakan untuk mempresentasikan antara 1 sampai lebih dari 20 gerbang logika yang mempunyai 2 masukan Missa Lamsani Hal 28

Clocking Sebuah clock pada FPGA yang biasanya dibuat serempak. Artinya bahwa setiap detak yang dihasilkan dalam sebuah FPGA terjadi serentak akan mempengaruhi semua kondisi yang ada Missa Lamsani Hal 29

. Missa Lamsani Hal 30

Alhamdulillah. Missa Lamsani Hal 31