Una FPGA (Field-Programmable Gate Array) es un dispositivo electrónico programable que se utiliza para implementar circuitos digitales. A diferencia de los microcontroladores, las FPGA no están diseñadas para un propósito específico, sino que se pueden programar para realizar una amplia variedad de tareas y aplicaciones.
Las FPGA contienen una gran cantidad de bloques lógicos programables (llamados elementos lógicos o LUTs) y conexiones interconectables que permiten al usuario diseñar circuitos digitales personalizados. Estos circuitos se pueden programar utilizando lenguajes de descripción de hardware (HDL) como VHDL o Verilog.
Existen diferentes tipos de FPGA, que varían en términos de tamaño, velocidad, capacidad de procesamiento y recursos disponibles. Algunas FPGA son adecuadas para aplicaciones de baja potencia y baja complejidad, mientras que otras son más adecuadas para aplicaciones de alta velocidad y alta complejidad.
Una de las principales ventajas de las FPGA es su flexibilidad y capacidad de reprogramación. Los circuitos diseñados en FPGA se pueden modificar y actualizar fácilmente, lo que permite a los usuarios adaptarse a los cambios en los requisitos del sistema y reducir el tiempo de desarrollo. Además, las FPGA también ofrecen un alto rendimiento y una baja latencia, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren un procesamiento de alta velocidad.
Sin embargo, también hay algunas desventajas asociadas con el uso de FPGA en comparación con los circuitos ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). Aunque las FPGA son más flexibles y reprogramables que los ASIC, también tienen una menor eficiencia energética y un costo más alto por unidad. Además, los circuitos FPGA pueden ser más complicados de diseñar y depurar que los ASIC.
En cuanto a las capacidades de las FPGA actuales, estas han evolucionado significativamente en los últimos años. Las FPGA modernas incluyen características avanzadas como procesadores integrados, interfaces de alta velocidad, memoria integrada y capacidad de procesamiento de señales digitales (DSP). Estas características hacen que las FPGA sean adecuadas para una amplia variedad de aplicaciones, desde el procesamiento de señales hasta el procesamiento de datos de alta velocidad.
En resumen, las FPGA son dispositivos programables que permiten a los usuarios diseñar circuitos digitales personalizados para una amplia variedad de aplicaciones. Aunque tienen algunas limitaciones en términos de eficiencia energética y costos en comparación con los ASIC, las FPGA ofrecen una alta flexibilidad y capacidad de reprogramación que las hace ideales para aplicaciones que requieren un alto rendimiento y adaptabilidad.
Un circuito CPLD es un dispositivo lógico programable de matriz de puertas programables complejas (Complex Programmable Logic Device, por sus siglas en inglés). A diferencia de una FPGA, un CPLD se utiliza para lógica menos compleja y tiene menos capacidad de programación.
La programación de un CPLD se realiza mediante software especializado de diseño de circuitos digitales, como Quartus o Lattice Diamond, que permite configurar la función lógica y la interconexión de los bloques lógicos dentro del dispositivo. La programación se lleva a cabo mediante un cable de programación conectado al puerto JTAG del CPLD.
La palabra ASICs significa «Application-Specific Integrated Circuit» en inglés, que se traduce al español como «Circuito Integrado Específico de Aplicación».