Field Programmable Gate Array adalah IC digital yang sering digunakan untuk mengimplementasikan rangkaian digital. FPGA merupakan sebuah IC digital yang bersifat Programmable, yang artinya user dapat memakai IC digital secara berulang-ulang untuk menyesuaikan program apa yang akan ingin di download kedalam FPGA. FPGA bersifat Volatile, yang artinya jika listrik mati maka secara otomatis fungsi FPGA akan hilang, Artinya data yang telah kita proses dan kita download akan hilang semuanya. FPGA mempunyai kelebihan diantaranya jenis dan jumlah gerbangnya sangat banyak, kecepatannya sangat tinggi, mudah diprogram berkali-kali. Kekurangan FPGA adalah sifat Programnya masih bersifat Volatile.

Pengaplikasian FPGA :
1. Pada ASIC dan custom sillicon (dipakai untuk trafo)
2. Digital Signal Processing  (untuk jaringan)
3. Emberdit microcontroller (7 segment)
4. Physical Layer Communication
5. Reconfigurable Computing


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, selain itu bagian ini juga akan menghubungkan antara CLB satu dengan CLB lainnya.

IC digital ini pada umumnya terdiri atas 3 bagian yaitu configure logic blocks (CLB), I/O Blocks, dan Programmable Interconnect. Baik FPGA buatan Xilinx maupun Altera memiliki 3 bagian seperti yang disebutkan di atas.
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.
Setiap logic cell tersebut dapat dihubungkan dengan logic cell lainnya melalui jalur/koneksi yang ada. Setiap cell hanya mampu bekerja secara sederhana dan ringkas, Namun bila antara satu cell saling terhubung satu sama lain sebuah fungsi-fungsi logika yang kompleks pun dapat terbentuk.

Sumber : Catatan Kuliah & http://ndoware.com