FPGA 회로검증 질문

설계독학맛비's 실전 FPGA를 이용한 HW 가속기 설계 (LED 제어부터 Fully Connected Layer 가속기 설계까지)

[FPGA 3장] FPGA Chip 제품군의 특징과 Zynq Architecture 를 이해해보자. - 이론편

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안녕하세요 맛비님 강의 잘보고있습니다.

강의 내용중에 ASIC 회사에서 FPGA를 검증용으로 사용한다고 하셨는데 임베디드 FPGA가 아니라 검증용으로 FPGA를 사용한다?? 는게 어떤느낌인지 잘 모르겠습니다.

말로 들었을땐 그럴수도 있겠구나 싶은데 현업에서 어떤식으로 쓰이는지 상상이 안되는것같아요

FPGA에서 합성 및 PnR되는 회로와 디자인컴파일러 등 EDA툴에서 과정을 거친 ASIC회로는 구조나 성능이 다를것같고 툴에서도 slack이나 power등 성능지표를 얻을 수 있는데, FPGA에서 어떤 식으로 검증이 이뤄지는지 궁금합니다. (검증 분야에서 EDA툴에 비교했을때 FPGA만의 장점??)

제가 학부생이어서 전체 프로세스에 대해서는 잘 모르고, 각 단계에서 다음 과정을 위해 목표 스펙보다 어느정도의 마진을 확보하고 설계해야한다... 정도만 알고있습니다

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현업자인지라 업무때문에 답변이 늦을 수 있습니다. (길어도 만 3일 안에는 꼭 답변드리려고 노력중입니다 ㅠㅠ)

강의에서 다룬 내용들의 질문들을 부탁드립니다!! (설치과정, 강의내용을 듣고 이해가 안되었던 부분들, 강의의 오류 등등)
이런 질문은 부담스러워요.. (답변거부해도 양해 부탁드려요)
1. 개인 과제, 강의에서 다루지 않은 내용들의 궁금증 해소, 영상과 다른 접근방법 후 디버깅 요청, 고민 상담 등..
글쓰기 에티튜드를 지켜주세요 (저 포함, 다른 수강생 분들이 함께보는 공간입니다.)
1. 서로 예의를 지키며 존중하는 문화를 만들어가요.
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fpga 임베디드

답변 2

설계독학맛비

지식공유자

안녕하세요 🙂

AI 인턴이 설명해 준 것 처럼, FPGA 는 ASIC 설계 과정에서 검증을 위해 사용됩니다.

크게 두 가지 정도 생각이 나네요.

검증 시간을 아낄 수 있습니다. 대량의 test vector 가 있다고 가정해봅니다.

waveform 으로 test vector 를 돌려보는 시간과, FPGA 에 올린 후에 test vector 를 돌려보는 시간은 많게는 1000 배 이상의 시간 차이가 발생합니다.
일 예로, 큰 design 일 경우 waveform 의 simulation 의 1초를 보기 위해서 하루를 필요로 할 수 있습니다. FPGA 는 금방이겠죠.
HW 위에 동작하는 real SW 코드를 test 할 수 있습니다.

ASIC chip 이 나오기 전, 제품에 사용 될 FW 코드를 구현해야하는데요. Chip 이 나오기 전, Chip 과 동일한 기능을 가진 FPGA 를 가지고 SW 를 코딩하고 실제 Chip 이 나온 이후에 사용합니다.

정리하면 실제 ASIC 이 나오기 전, ASIC chip 의 역할로 FPGA chip 을 사용합니다.

FPGA 는 ASIC 코드의 검증과 개발 시간 단축에 큰 역할을 하고요. Chip 을 설계하는 회사에서 FPGA 를 사용하지 않는 것은 제 경험 상 본 적이 없는 아주 중요한 기술입니다.

즐공하세요 🙂

인프런 AI 인턴

안녕하세요, 인프런 AI 인턴입니다.
kimrlatkdgus님, FPGA 회로 검증에 대해 궁금하신 점을 잘 전달해주셨네요.

FPGA는 실제 ASIC이 제작되기 전에 설계가 제대로 되었는지 확인하기 위한 목적으로 많이 사용됩니다. FPGA로 프로토타이핑을 함으로써, 회로의 기능적인 검증을 빠르게 진행할 수 있죠. EDA 툴은 ASIC 설계를 위한 까다로운 기준을 필요로 하며, 실제 칩을 제작하기 전에는 여러 성능 지표들을 시뮬레이션으로만 확인할 수 있습니다.

반면 FPGA는 빠른 회로 수정과 반복적인 테스트를 통해 실시간으로 설계 변경 사항을 적용하고 평가할 수 있어, ASIC 설계의 초기 단계에서 매우 유용한 도구입니다. 물론 FPGA는 ASIC보다 성능이나 소비 전력 측면에서 불리한 점이 있지만, 설계 검증과 디버깅 측면에서는 막대한 이점을 가지고 있습니다. 이를 통해 최종 ASIC 설계로 넘어가기 전에 다양한 시나리오에서의 회로 성능과 기능을 철저히 검증할 수 있습니다.

학부생이시라면 점진적으로 ASIC 및 FPGA 설계에 대한 전체 프로세스를 이해하시는 것이 중요합니다. 각 단계에서 필요한 마진을 확보하는 것 외에도 설계의 복잡성과 목표 성능 지표를 충족하기 위한 방법론에 대해서도 배워가실 필요가 있습니다.

추가적으로 맛비님의 강의 내용과 관련된 질문에 대해서는 강의 담당자에게 직접 문의하시는 것이 가장 정확한 답변을 얻을 수 있는 방법입니다. 인프런의 강의 페이지나 수강 전/중 문의 게시판 등을 통해 궁금한 점을 질문해보시길 권장드립니다.

마지막으로, 업무로 바쁘신 강의자분의 답변이 늦어질 수 있는 점에 대해서는 양해해 주세요. 강의 내용에 대한 이해를 돕기 위해 항상 노력하시는 점 감사드립니다.

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