Feldprogrammierbare

Feldprogrammierbare Schaltungen bezeichnen integrierte Bausteine, deren logische Funktion erst nach der Herstellung durch den Anwender festgelegt wird. Typischerweise werden sie als feldprogrammierbare Gate-Arrays oder feldprogrammierbare Logikbausteine bezeichnet. Im Gegensatz zu fest verdrahteten ICs oder anwenderseitig fertigen ASICs ermöglichen sie eine Rekonfiguration der Schaltung durch das Laden eines neuen Bitstreams. Typischer Einsatzbereich sind digitale Funktionen, die Flexibilität oder Anpassbarkeit erfordern.

Strukturell bestehen solche Bausteine aus einer Matrix von Logikblöcken (z. B. Lookup-Tables), vernetzenden Leitungen, Ein- und Ausgängen sowie optional eingebetteten Ressourcen wie RAM, DSP-Blöcken oder Multiplikatoren. Die Programmierung erfolgt überwiegend über Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL oder Verilog; zunehmend ermöglichen auch High-Level-Synthesis-Tools, C-/C++-basierte Ansätze. Der Bitstream konfiguriert die Logikblöcke und die Interconnect-Struktur, so dass eine konkrete digitale Schaltung entsteht.

Anwendungsgebiete umfassen Prototyping, flexible Signalverarbeitung, Hardwarebeschleuniger für Rechenaufgaben, Telekommunikation, Automobil- und Luftfahrttechnik sowie industrielle Steuerungen. Vorteile sind die hohe Flexibilität, parallele Verarbeitung und relativ kurze Markteinführungszeiten; gleichzeitig gilt der Energieverbrauch oft als höher als bei spezialisierten ASICs, und die Entwicklung erfordert komplexe Toolchains und Fachwissen.