Wer erfand den ersten FPGA-Chip?
Der erste kommerzielle FPGA stammt von Xilinx aus der Mitte der 1980er-Jahre. Was ein FPGA ausmacht, wer das Unternehmen gruendete und warum die Idee so bedeutend wurde.
FPGAs sind eine besondere Art von Chips, die in der Welt der Elektronik eine wichtige Rolle spielen, aber ausserhalb der Fachkreise weniger bekannt sind als Prozessoren oder Speicherbausteine. Ihre Besonderheit ist, dass sie sich nach der Herstellung noch konfigurieren lassen. Doch wer erfand eigentlich den ersten FPGA-Chip? Dieser Artikel erklaert, worum es sich bei einem FPGA handelt, und ordnet ein, wer als Wegbereiter dieser Technologie gilt.
Was ein FPGA ist
Die Abkuerzung FPGA steht fuer Field Programmable Gate Array. Sinngemaess bedeutet das, dass es sich um einen Baustein mit einer Vielzahl logischer Elemente handelt, die sich auch nach der Fertigung, also im Feld, programmieren beziehungsweise konfigurieren lassen. Anders als ein gewoehnlicher Chip mit fest verdrahteter Funktion kann ein FPGA so eingerichtet werden, dass er sehr unterschiedliche Schaltungen nachbildet.
Das macht FPGAs ausgesprochen flexibel. Ein und derselbe Baustein kann je nach Konfiguration ganz unterschiedliche Aufgaben uebernehmen. Bei Bedarf laesst sich die Konfiguration spaeter aendern, was bei klassischen, fest verdrahteten Chips nicht moeglich ist.
Xilinx als Pionier
Als Erfinder des ersten kommerziellen FPGA gilt das US-Unternehmen Xilinx. Das Unternehmen wurde Anfang der 1980er-Jahre gegruendet und brachte Mitte des Jahrzehnts den ersten kommerziell verfuegbaren FPGA auf den Markt. Damit etablierte Xilinx eine voellig neue Produktkategorie, die zwischen fest verdrahteten Spezialchips und vollstaendig programmierbaren Prozessoren angesiedelt ist.
Mit den Gruendern von Xilinx werden in der Branche unter anderem die Namen Ross Freeman, Bernard Vonderschmitt und James Barnett verbunden. Ross Freeman gilt dabei vielfach als die treibende Kraft hinter der grundlegenden Idee des FPGA. Sein Konzept eines flexibel konfigurierbaren Logikbausteins legte den Grundstein fuer das gesamte Produktfeld.
Warum die Idee so bedeutend war
Vor dem FPGA standen Entwickler oft vor einer schwierigen Wahl. Auf der einen Seite gab es Standardbauteile und programmierbare Prozessoren, die flexibel, aber fuer bestimmte Aufgaben nicht optimal waren. Auf der anderen Seite gab es speziell gefertigte Chips, die genau auf eine Aufgabe zugeschnitten waren, deren Entwicklung und Fertigung aber teuer und zeitaufwaendig sind und sich nur bei sehr grossen Stueckzahlen lohnen.
Der FPGA bot einen Mittelweg:
- Er ist flexibel, weil seine Funktion nach der Herstellung festgelegt und bei Bedarf geaendert werden kann.
- Er erlaubt es, Schaltungen schnell auszuprobieren, ohne jedes Mal einen neuen Chip fertigen zu lassen.
- Er eignet sich gut fuer kleinere Stueckzahlen und fuer Anwendungen, bei denen Anpassbarkeit wichtig ist.
Damit beschleunigte der FPGA die Entwicklung elektronischer Systeme erheblich und senkte die Huerden, eigene digitale Schaltungen zu realisieren.
Wo FPGAs heute eingesetzt werden
FPGAs sind aus vielen technischen Bereichen nicht mehr wegzudenken. Sie kommen unter anderem in der Telekommunikation, in der Mess- und Prueftechnik, in der Industrieautomatisierung und in der Entwicklung neuer Hardware zum Einsatz. Gerade wenn Schaltungen erprobt werden, bevor sie in Serie gehen, sind FPGAs ein beliebtes Werkzeug, weil sie flexibel und schnell anpassbar sind.
Auch in Bereichen, in denen sehr schnelle und parallele Verarbeitung gefragt ist, spielen FPGAs eine Rolle, weil sie Aufgaben direkt in Hardware abbilden koennen, statt sie wie ein Prozessor Schritt fuer Schritt abzuarbeiten.
Einordnung und Vorsicht bei Details
Bei der Frage nach dem ersten FPGA ist eine vorsichtige Formulierung sinnvoll. Programmierbare Logikbausteine in verschiedenen Auspraegungen gab es bereits vor dem FPGA, und die genaue Abgrenzung, was als erster echter FPGA gilt, ist teils eine Definitionsfrage. Als gesichert und allgemein anerkannt gilt jedoch, dass Xilinx Mitte der 1980er-Jahre den ersten kommerziellen FPGA herausbrachte und damit diese Produktkategorie begruendete. Detailangaben zu einzelnen Personen und genauen Daten sollten mit der noetigen Zurueckhaltung betrachtet werden, da sie je nach Quelle leicht unterschiedlich dargestellt werden.
Fazit
Der erste kommerzielle FPGA-Chip geht auf das US-Unternehmen Xilinx zurueck, das Mitte der 1980er-Jahre diesen flexibel konfigurierbaren Logikbaustein auf den Markt brachte. Mit der grundlegenden Idee wird vor allem der Mitgruender Ross Freeman verbunden. Der FPGA bot einen Mittelweg zwischen flexiblen Prozessoren und teuren Spezialchips und veraenderte die Art und Weise, wie digitale Schaltungen entwickelt werden, nachhaltig. Bis heute sind FPGAs ein wichtiges Werkzeug in vielen technischen Bereichen.
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