TUGAS FPGA

TUGAS FPGA
Pengertian EEPROM, PROM, ROM, SRAM
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)

 EEPROM merupakan kependekan dari Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory. EEPROM adalah tipe khusus dari PROM (Programmable Read-Only Memory ) yang bisa dihapus dengan memakai perintah elektris. Seperti juga tipe PROM lainnya, EEPROM dapat menyimpan isi datanya, bahkan saat listrik sudah dimatikan.
 EEPROM sangat mirip dengan flash memory yang disebut juga flash EEPROM. Perbedaan mendasar antara flash memory dan EEPROM adalah penulisan dan penghapusan EEPROM dilakukan dilakukan pada data sebesar satu byte, sedangkan pada flash memory penghapusan dan penulisan data ini dilakukan pada data sebesar satu block. Oleh karena itu flash memory lebih cepat.
 Dengan ROM biasa, penggantian BIOS hanya dapat dilakukan dengan mengganti chip. Sedangkan pada EEPROM program akan memberikan instruksi kepada pengendali chip supaya memberikan perintah elektronis untuk kemudian mendownload kode BIOS baru untuk diidikan kepada chip. Hal ini berarti perusahaan dapat dengan mudah mendistribusikan BIOS baru atau update, misalnya dengan menggunakan disket. Hal ini disebut juga flash BIOS.(dna)

PROM (Programmable Read Only Memory)

 PROM (Programmable Read Only Memory) merupakan sebuah chip memory yang hanya dapat diisi data satu kali saja. Sekali saja program dimasukkan ke dalam sebuah PROM, maka program tersebut akan berada pada PROM seterusnya. Berbeda halnya dengan RAM, pada PROM data akan tetap ada walaupun komputer dimatikan.
 Perbedaan mendasar antara PROM dan ROM (Read Only Memory) adalah bahwa PROM diproduksi sebagai memory kosong, sedangkan ROM telah diprogram pada waktu diproduksi. Untuk menuliskan data pada chip PROM, dibutuhkan ‘PROM Programmer‘ atau ‘PROM Burner’
 EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah jenis khusus PROM yang dapat dihapus dengan bantuan sinar ultra violet. Setelah dihapus, EPROM dapat diprogram lagi. EEPROM hampir sama dengan EPROM, hanya saja untuk menghapus datanya memerlukan arus listrik.(dna)

Pengertian dan Fungsi ROM
Pengertian ROM
 ROM kependekan dari Read Only Memory, yaitu perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. ROM tidak dapat digolongkan sebagai RAM, walaupun keduanya memiliki kesamaan yaitu dapat diakses secara acak (random).ROM berbeda dengan RAM.
 Perbedaan diantara keduanya antara lain:
 ROM tidak dapat diisi atau ditulisi data sewaktu-waktu seperti RAM. Pengisian atau penulisan data, informasi, ataupun program pada ROM memerlukan proses khusus yang tidak semudah dan se-fleksibel cara penulisan pada RAM. Biasanya, data atau program yang tertulis pada ROM diisi oleh pabrik yang membuatnya. Umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware, yaitu perangkat lunak yang berhubungan dengan perangkat keras. Contoh ROM semacam ini adalah ROM BIOS. ROM BIOS berisi program dasar sistem komputer yang berfungsi untuk mengatur dan menyiapkan semua peralatan atau komponen yang ada atau yang terpasang pada komputer saat komputer ‘dinyalakan/dihidupkan’.
 Informasi/data/program yang tertulis pada ROM (isi ROM) bersifat permanen dan tidak mudah hilang dan tidak mudah berubah walaupun komputer ‘dimatikan’ atau dalam keadaan mati (off). Sedangkan pada RAM, semua isinya (baik berupa data, program atau informasi) akan hilang dengan sendirinya jika komputer ‘dimatikan’ (dalam keadaan off).
 ROM dapat menyimpan data tanpa membutuhkan daya. Itulah sebabnya data dalam ROM tidak akan hilang walaupun komputer mati. Sedangkan RAM membutuhkan daya agar dapat menyimpan data, jika RAM tidak mendapatkan daya, dengan sendirinya tidak akan dapat menyimpan data. Hal inilah yang menyebabkan data yang terdapat dalam RAM secara otomatis akan hilang bila komputer mati (off).
 ROM modern sering ditemukan dalam bentuk IC (Integrated Circuit), sama seperti RAM yag wujudnya kebanyakan juga berupa IC. Teks atau kode yang tertulis pada kedua jenis IC ini berbeda. IC ROM biasanya memiliki kode tulisan (teks) 27xxx. Angka 27 menunjukkan kode untuk ROM, sedangkan xxx menjunjukkan kapasitas ROM dalan satuan kilo bit.
Fungsi ROM

 Seperti telah diungkapkan sebelumnya bahwa umumnya ROM digunakan untuk menyimpan firmware. Pada perangkat komputer, sering ditemukan untuk menyimpan BIOS. Pada saat sebuah komputer dinyalakan, BIOS tersebut dapat langsung dieksekusi dengan cepat, tanpa harus menunggu untuk menyalakan perangkat media penyimpan lebih dahulu seperti yang umum terjadi pada alat penyimpan lain selain ROM.
 Umumnya, pada media simpan lain, jika dieksekusi untuk dibaca isi atau datanya, media simpan tersebut harus dinyalakan lebih dahulu sebelum dibaca, yang tentu saja membutuhkan waktu agak lama. Hal seperti ini tidak terjadi pada ROM.
 Pada komputer (PC) modern, BIOS disimpan dalam chip ROM yang dapat ditulisi ulang secara elektrik yang dikenal dengan nama Flash ROM. Itulah sebabnya istilah flash BIOS lebih populer daripada ROM BIOS.
Pengertian SRAM

 SRAM (Statik RAM) adalah jenis memory yang tidak perlu penyegaran oleh CPU agar data yang terdapat didalamnya tetap tersimpan dengan baik. RAM jenis ini memiliki kecepatan lebih tinggi dari pada DRAM.

PENGERTIAN FPGA

 FPGA adalah gerbang gerbang digital dimana interkoneksi antar masing masing gerbang tersebut dapat dikonfigurasi antara satu sama lainnya, dan dapat dirancang sesuai dengan keinginan dan kebutuhan user atau pemakai tanpa melalui tahap burn. FPGA juga bisa dibilang permodelan atau prototyping karena mempunyai software simulasinya yaitu Xilinx, FPGA juga bisa dibilang processor atau embedeed controller.
 Teknologi FPGA berawal dari PROM, EPROM, EEPROM, FLASH, SRAM. Berikut ini adalah arti arti dari istilah itu, :
 PROM (Programmable Read Only Memory) adalah jenis memory chip ROM yang isinya dapat dihapus oleh sinar ultraviolet dan kemudian dipogram ulang sekali saja dengan menggunakan peralatan khusus.
 EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah jenis memory yang dapat menyimpan data ketika catu daya dimatikan dan hanya dapat deprogram ulang dengan sebuah peralatan khusus.
 EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)adalah yang dapat dihapus dengan perintah elektris.
 FLASH adalah chip memory yag dapat dibaca dan diprogram yang dapat menyimpan datanya tanpa aliran listrik.
 SRAM (Static Random Access Memory ) adalah memory yang data didalamnya tetap tersimpan dengan baikwalaupun tak diberi penyegaran/refresh oleh CPU.
 Teknologi FPGA juga berhubungan dengan IC, Transistor, SRAM, DRAM, SPLD, CPLD, dan ASIC. Berikut ini adalah arti dari istilah itu :
 IC adalah sebuah komponen elektronika yang berupa chip silikon yang berisi rangkaian elektronika lengkap. IC berisi puluhan, ratusan, bahkan ribuan komponen elektronika .(Transistor, Dioda, resistor, kapasitor, dll). FPGA terinspirasi dari IC.
 Transistor adalah komponen elektronika yang terbuat dari dua buah diode ,yang punya dua jenis Tr PNP dan NPN ,mempunyai tiga kaki ,yaitu basis, collector dan emitor. Transistr merupakan sejaah awal pembuatan FPGA , bersifat semikonduktor ,penguat dan switching.
 SRAM (Static Random Access Memory ) adalah memory yang data didalamnya tetap tersimpan dengan baik walaupun tak diberi penyegaran/refresh oleh CPU (Automatis refresh)
 DRAM (Dinamic Random Access Memory) adalah jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkit tertentu , Memory ini butuh di refresh dan merupakan jenis chip computer yang banyak digunakan .
 SPLD (Simple Programmable Logic Devices)adalah perngkat logic terprogram yang tersimpel, terkecil, dan cukup mahal bentuknya. SPLD dapat digunakan di papan untuk menggantikan komponen TTL seri 7400 (and, or, not gates).
 CPLD (Comlex Programmable logic Devices ) adalah perangkat logika terprogram dengan gabungan antara PALs dan FPGAs. Terdiri dari lapisan interconnect ,gates ,dan flip flop.
 ASIC adalah IC yang hanya digunakan pada keperluan tertentu , kompleksitas IC ini cukup tinggi jadi tidak muat pada CPLD .

SEJARAH FPGA

Field Programmable Gate Array (FPGA)
Bila dilihat dari segi namanya, Field Programmable dapat diartikan bahwa FPGA ini bersifat dapat dirancang sesuai dengan keinginan dan kebutuhan user/pemakai tanpa melalui tahap “burn” di laboratoruim atau di “hardwire” oleh pabrik piranti. Sedangkan Gate Array artinya bahwa FPGA ini terdiri atas gerbang-gerbang digital dimana interkoneksi masing-masing gerbang tersebut dapat dikonfigurasikan antara satu sama lainnya.
Jadi Field Programable ate Array (FPGA) adalah Komponen elektronika dan semi konduktor yang dirancang sesuai kebutuhan yang terdiri dari gerbang-gerbang digital yang memiliki interkoneksi yang dapat di konfigurasi antara satu dan lainnya.

FPGA
Perlu diingat bahwa FPGA merupakan sebuah IC digital yang bersifat programmable. User/pemakai dapat memakai IC digital ini secara berulang-ulang untuk menyesuaikan program apa yang akan didownload ke dalam FPGA ini. Program tersebut nantinya akan dibuat oleh user menggunakan software yang ada untuk kemudian
disimulasikan. Setelah simulasi berjalan lancar dan berhasil, program tersebut siap untuk didownload ke dalam FPGA, begitu mudah, efisien dan sederhana. Jika program tersebut gagal untuk disimulasikan, maka user/pemakai hanya perlu menyusun ulang program dalam komputer sesuai yang dibutuhkan dan ketika siap, download lagi program tersebut ke FPGA, begitu untuk seterusnya.
Selain itu, perlu diingat juga bahwa FPGA ini bersifat volatile, yang artinya ketika sumber daya yang menyuplainya dicabut maka secara otomatis FPGA akan kehilangan fungsinya. Jadi FPGA ini tidak mampu menyimpan program ketika supply tenaganya dicabut. User/pemakai harus mendownload ulang program ke dalam FPGA lagi untuk mengimplementasikan program tersebut.
Hal-hal yang bisa digunakan dengan FPGA
1. Anda bisa mengisi-ulang (memprogram-ulang) FPGA sebanyak yang Anda inginkan – tidak terbatas – dengan berbagai macam fungsi logik yang Anda inginkan.
2. Jika Anda melakukan kesalahan pada rancangan Anda, cukup betulkan kesalahan tersebut, lakukan kompilasi ulang kemudian unduh (download) lagi.
3. Rancangan Anda bisa bekerja lebih cepat dibandingkan dengan rancangan yang Anda buat dengan komponen-komponen biasa, karena, dengan FPGA, hampir semua rangkaian terimplementasi di dalam chip.
4. FPGA (secara umum, kecuali yang dilengkapi Flash PEROM) akan kosong saat tidak dikenai catu-daya (seperti RAM). Anda harus mengunduh ulang rangkaian Anda agar bisa berfungsi kembali seperti semula.
• Sejarah Singkat Field Programable Gate Array (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.
Ada 5 perusahaan besar yang memproduksi FPGA. Dua yang pertama merupakan pemain utama di pasar FPGA:
1. Xilinx yang punya nama besar dalam dunia FPGA, masih memimpin dalam densitas dan teknologi.
2. Altera merupakan pemain kedua terkenal di dunia FPGA, terkenal dengan namanya. Lattice, Actel, Quicklogic adalah perusahaan-perusahaan yang lebih kecil dan punya “pasar khusus”
• Sifat-Sifat Field Programable Gate Array (FPGA)
1. Programnya dapat di program secara berulang-ulang
2. Field Programable Gate Array (FPGA) dapat di download secara berulang-ulang
3. Dia bersifat Volatil (dia sangat bergantung pada listrik)
4. Hampir semua rangkaian Fiel Programable Gate array (FPGA) sudah tergantung pada chip FPGA
5. Murah (biaya’a murah dalam permodelan)
• Isi Field Programable GAte Array (FPGA)
Seperti yang diketahui, Field Programmable Gate Array atau yang lebih dikenal dengan FPGA merupakan sebuah IC digital yang dapat diprogram sesuai dengan kehendak pemakainya.
Awal mula dari adanya FPGA ini tidak lepas dari adanya alat elektronik, yaitu transistor. Transistor merupakan alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai komponen pemutus dan penyambung(switching), dan stabilisasi tegangan. Pada umumnya, transistor ini berfungsi sebagai saklar arus listrik yang hendak masuk ke suatu rangkaian elektronik.
Perkembangan selanjutnya, adalah munculnya IC (Integrated Circuit) sekitar tahun 1950-an. Komponen elektronik ini lebih dikenal sebagai otak dari sebuah peralatan elektronika seperti televisi, handphone, computer, dsb. Kemudian berturut-turut muncul komponen lain, seperti DRAM, SRAM, microprocessor, ASIC hingga sampai pada FPGA.

Penggunaan FPGA
1 . ASIC & Costum Silikon (yang ada pada trafo)
2 . DSP (Digital Signal Processing) ( Microprocesor)
3 . Embeded Mikrokontroller
4 . Fisical Layer Communication (protocol/NIC), GLU antara layer fisik dan protocol (menjembatani antara fisical layer dan fisical protocol )
5 . Record Configurable Computing
1. Untuk akselerasi hardware
2. Simulasi hardware

Sifat FPGA (sifatnya bisa dibilang kelebihannya)
1. Dapat diprogram berkali kali (record)
2. Dapat didownload dlm rogram berkali kali
3. Bersifat volatile (tergantung catu daya)
4. Hampir semua rangkaian terimplementasi dalam chip
5. Murah .

Perusahaan pembuat FPGA
Ada 7 perusahaan besar yang memproduksi FPGA. Dua yang pertama merupakan yang paling menguasai di pasar FPGA:
Xilinx yang punya nama besar dalam dunia FPGA, masih memimpin dalam densitas dan teknologi.
Altera merupakan pemain kedua terkenal di dunia FPGA, terkenal dengan namanya.
Lattice, Actel, Quicklogic ,Plassey,cypress,adalah perusahaan-perusahaan yang lebih kecil dan punya “pasar khusus”.

Berikut dibawah ini gambar CLB pada fpga.

Isi dari 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:
1. Configure Logic Blocks (CLB). Bisa dikatakan, bagian inilah yang akan memproses segala bentuk rangkaian logika yang dibuat oleh user/pemakai.
2. I/O Blocks. Sebagai interface antara external pin dari device dan internal user logic
3. 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.

Isi dari CLB
Sebuah FPGA tersusun dari sebuah bagian yang bernama “logic-cell” (Logic Blocks), yang kemudian pada perkembangannya saling terhubung satu sama lain. Kumpulan-kumpulan dari logic cell ini berjumlah ratusan bahkan ribuan dan membentuk sauatu fungsi yang kompleks. Sebuah logic cell pada dasarnya terdiri atas sebuah lookup table(LUT), D flip-flop, dan sebuah multiplekser 2 ke 1.

1. Look Up Table (LUT) merupakan sejenis RAM (Random Acces Memory) yang berkapasitas kecil. Di dalam FPGA, LUT ini memegang peranan penting dalam proses implementasi fungsi-fungsi logika. Selain itu, LUT ini berciri khas memiliki input sejumlah 4 buah.
2. D Flip Flop. Seperti yang diketahui, flip-flop (Bistable Multivibrator) dalah 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.
3. Multiplekser 2 ke 1. Sebuah multipleser 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.

Istilah istilah lain dalam FPGA

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.
Fine, Medium, Coarse Grained
1. Fine Grained
Adalah arsitektur FPGA pada suatu sistem yang memiliki komponen yang kecil
1. Medium Grained
Arsitekur FPGA pada suatu sistem dengan komponen yang sedang
1. Coarse Grained
Arsitektur FPGA pada suatu sistem dengan komponen yang besar
MUX dan LUT
MUX adalah Perangkat digital yang memilih 1 sinyal input dari beberapa sinyal input dan memasukkanya ke dalam sebuah saluran.
LUT adalah RAM yang berkapasitas kecil yang berperan mengimplementasikan logika.
CLB, LAB, dan Slice
CLB adalah Komponen yang berfungsi memproses rangkaian logika yang dibuat oleh user.
LAB adalah istilah lain dari CLB atau kumpulan dari CLB.
Slice adalah komponen utama yang digunakan pada FPGA yang terdiri atas CLB.
Fast Carry Chains
Tipe jalur interkoneksi yang berfungsi dalam pembuatan fungsi fungsi logika agar dapat brjalan efisien
Processor Core
Otak dari sebuah processor dan pusat pengendali komputeryang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas.
General purpose i/o
Pin generic pada chip yang perilakunya dapat dikontrol atau diprogram melaui perangkat lunak
Hard, Soft, dan Firm IP
Hard IP adalah perwujudan fisik dari design IP .Hard IP merupakan aplikasi terbaik untuk plug n play
Soft IP adalah implementasi processor dalam sebuah bahasa HDL (Hard Description Languange) tanpa optimasi yang luas untuk arsitektur tujuan.
Firm IP adalah implementasi HDL namun sudah dioptimalkan untujk sebuah arsitektur FPGA tujuan.Contohnya altera nios II dan Xilinx microblaze processor.
System Gates
Sebuah 4 masukan yang dapat digunakan untuk mempresentasikan antara 1 sampai lebih dari 20 gerbang logika yang mempunyai 2 masukan .
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.

gambar flow chart

Gambar diatas dapat dijelaskan seperti berikut :

1). Pada gambar text entry dijelaskan bahwa dia menginput kedalam bahasa pemrogaraman tapi yang perlu diketahui,seperti VHDL,VERILOG,ABEL,CUPL,PALASM,dan JEDEC. berarti juga sistem ini Computer Aided Design/CAD. misal tapi perlu diketahui input pada yang saya gunakan spartan 3e ada 4,dan outpynya ada 8, A AND B THEN C.
2). Design Entry atau Marge Dan Translate yaitu untuk memilih milih atau mengkelompokan data yang mana function
3). LOgic OPtimizetacion Logic yaitu untuk memodifikasi xpresi boolean untuk mengoptilmalkan penggunaan Logic.
4). Menstrasnformasi boolean kedalam opersi circuit,maksudnya setelah dimasukkan atau di proses dari merge & translete maka dia ke optimize equations.
5). Placemen , penempatan algoritma yang digunakan kemasing” block.
6). Rooting software ,untuk mengatur wayer segment (PI) programmable Incurent & menentukan programmable switch untuk menghubunhgkan 1 block.
7). Dan procces yang terakhir programming Unit, mengkofigurati Chip setelah Placemen tuntas.

Tinggalkan komentar

Belum ada komentar.

Comments RSS TrackBack Identifier URI

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s