Field-Programmable Gate Array (FPGA), kullanıcıların donanım yapılandırmasını değiştirebileceği, yeniden programlanabilir bir entegre devre (IC) türüdür. FPGA’lar, donanım tasarımında esneklik sağlamak amacıyla, mantık blokları, bağlantı ağları ve I/O (Input/Output) birimlerinin birleşiminden oluşur. Bu sayede, belirli bir uygulama için özelleştirilebilir ve hızlı bir şekilde yeniden yapılandırılabilirler.
FPGA’nın tarihi, 1980’lerin başlarına kadar uzanmaktadır. İlk FPGA, 1985 yılında Xilinx tarafından piyasaya sürülmüştür. Bu dönemde, FPGA’lar genellikle daha küçük ölçekli uygulamalar için kullanılıyordu. Ancak, zamanla teknolojik gelişmeler ve üretim süreçlerindeki iyileşmeler sayesinde, FPGA’ların kapasitesi ve performansı önemli ölçüde artmıştır. 1990’ların sonlarına doğru, FPGA’lar daha karmaşık sistemlerin tasarımında kullanılmaya başlanmıştır.
Son yıllarda, FPGA’lar, yüksek düzeyde entegre edilmiş sistemler arasında yer almaya başlamış ve özellikle SoC (System on Chip) tasarımında önemli bir rol oynamıştır. Gelişmiş FPGA’lar, gömülü işlemciler, DSP (Digital Signal Processing) blokları ve bellek gibi özellikleri de içermektedir.
FPGA’lar, birçok ilgili teknoloji ile etkileşim halindedir. Bunlar arasında ASIC (Application Specific Integrated Circuit), CPLD (Complex Programmable Logic Device) ve SoC bulunmaktadır.
CPLD, daha basit ve daha az karmaşık devreler için tasarlanmış bir başka programlanabilir mantık cihazıdır. FPGA’lara göre daha az kaynak sunar ancak daha hızlı bir yapılandırma süresine sahiptir.
FPGA teknolojisi, günümüzde birçok alanda gelişim göstermektedir. Özellikle yapay zeka, makine öğrenimi ve veri merkezleri gibi yüksek performans gerektiren uygulamalarda kullanılmaktadır. Ayrıca, yazılım tabanlı FPGA (soft FPGA) çözümleri, daha fazla esneklik ve düşük maliyetli tasarım imkanları sunmaktadır.
FPGA’ların en yaygın kullanıldığı alanlar arasında şunlar bulunmaktadır:
FPGA teknolojisinde güncel araştırmalar, daha yüksek hız ve verimlilik sağlamak için yeni mimari tasarımlar, enerji verimliliği ve güvenlik alanlarında yoğunlaşmaktadır. Ayrıca, FPGA’ların yapay zeka ve makine öğrenimi algoritmaları ile entegrasyonu üzerine çalışmalar artmaktadır. Gelecekte, kuantum hesaplama ve 5G teknolojileri ile FPGA’ların entegrasyonu beklenmektedir.
FPGA teknolojisi, hem endüstriyel hem de akademik alanda önemli bir rol oynamakta ve gelecekteki gelişmelerle birlikte daha da fazlasını sunma potansiyeline sahiptir.