전자 메일 보내기: FPGA 기반 프로토타입이 증가하는 이유

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인쇄: 파일을 선택한 후 브라우저 메뉴에서 인쇄하십시오. FPGA 기반 프로토타입이 증가하는 이유 게재: 2007년 11월 01일 By Andrew Haines Senior VP of Marketing Synplicity Inc. ASIC과 SoC 비용의 급격한 상승 때문에 반도체 공급업체들은 각 디바이스들을 더 넓은 시장에 공급함으로써 만족스러운 투자 수익을 추구하고 있다. 소프트웨어 사용의 증가 추세는 그렇게 할 수 있는 효과적인 메커니즘을 제공한다. 왜냐하면 소프트웨어 내용물이 증가한다는 것은 기능이 늘어나는 것과 같기 때문이다. 따라서 소프트웨어의 변형은 시장별 제품 차별화를 제공한다. 따라서 ASIC 또는 SoC에 백만 줄의 소프트웨어 코드가 있는 것은 일반적이다. 게다가 멀티코어 사용의 증가는 이러한 장치에서 사용되는 소프트웨어의 엄청난 성장을 촉진하고 있으며 장치의 복잡성을 증가시키고 있다. 이러한 소프트웨어 사용의 증가는 전체 설계 프로세스에 어떤 영향을 미치는가? 소프트웨어의 복잡성이 증가함에 따라 적기 출시 목표를 달성하려면 설계 주기에서 매우 빠른 시기에 소프트웨어 개발을 시작해야 한다. 새로운 장치의 경우 소프트웨어가 매우 복잡하기 때문에 개발하는 데 18개월 이상이 걸릴 수 있으므로 칩 출시 일자보다 훨씬 앞서 소프트웨어 개발을 시작해야 한다. 하드웨어가 개발될 때까지 기다리면 너무 늦다. FPGA 기반 프로토타입은 에뮬레이션과 시뮬레이션 같은 대체 검증 방법보다 최소 10배 빠른 속도로 소프트웨어를 실행시킬 수 있기 때문에 이상적인 소프트웨어 개발 플랫폼이다. 각 검증 방법은 검증 흐름에서 자신의 기능이 있지만 FPGA 기반 프로토타입만이 매우 복잡한 소프트웨어 응용 프로그램과 운영 체제를 실행하는데 충분한 빠른 속도로 실행된다. 최적 시스템 통합 및 소프트웨어 테스트는 10~50MHz 이상 또는 최대 100MHz의 속도가 필요하다. 그리고 FPGA 기반 프로토타입이 이러한 속도를 얻을 수 있는 유일한 솔루션이며, 그렇기 때문에 그 사용이 증가하고 있다. FPGA 기반 프로토타입의 사용이 증가하는 또 다른 중요한 이유는 낮은 비용이다. 요즈음 100 ~ 200명의 소프트웨어 개발자가 복잡한 SoC에 대한 작업을 하는 것은 드문 일이 아니다. FPGA 기반 프로토타입은 저렴하고 배치 가능하기 때문에 여러 소프트웨어 개발 팀원들에게 광범위하게 배포된다. 따라서 대부분의 소프트웨어 개발 팀원은 장소와 관계 없이 다른 방식보다 여러 달 먼저 작업을 진행할 수 있다. 어려운 프로세스 소프트웨어와 하드웨어를 통합하는 것은 어려운 프로세스이다. 설계 팀은 모든 사양이 계획대로 구현되었는지 확인해야 한다. 이러한 작업은 보통, 하드웨어 설계를 철저히 테스트하고 버그가 없는 것을 확인한 후에 실행된다. 그러나 세밀한 검증 후에도 틀림없이 소프트웨어와 하드웨어를 결합할 때 발견하기 어려운 버그가 늦게 발견된다. 복잡한 SoC의 버그는 깊이 숨어 있다가 복잡하고 예측할 수 없는 하드웨어와 소프트웨어 간의 상호 작용 때문에 비결정론적으로 나타난다. 이러한 버그를 찾기만 하는 작업도 매우 길고 시간이 오래 걸리는 테스트 시퀀스가 필요하며 느린 검증 방법으로는 불가능한 일이다. 게다가 문제가 발견된 후 실질적인 설계 디버깅 또한 상당한 시간과 노력이 필요하다. Synplicity의 TotalRecall 완전 가시성 기술과 같은 프로토타입 디버그에 대한 새로운 방식은 찾기 어려운 버그에 대한 테스트 벤치를 확보하고 시뮬레이터에 다시 표시할 수 있어 이러한 작업을 단순화한다. FPGA 기반 프로토타입에는 설계 검증과 관련이 없는 흥미롭고 강력한 기능이 있다. 즉 설계 초기에 아키텍처 조사에 FPGA 기반 프로토타입을 사용할 수 있다. 예를 들어, 설계자가 알고리즘이나 구현을 달리할 때 성능이 어떻게 변화하는지 알아보기 위해 DSP 또는 그래픽 알고리즘을 조사해야 할 경우가 있다. 이러한 경우 아키텍처 변경이 비디오 그래픽 알고리즘에 미치는 영향을 평가하려면 하드웨어 성능이 필요하다. FPGA 기반 프로토타입을 사용하여 설계자는 설계 초기에 이 조사를 수행할 수 있다. 그럼으로써 실제 SoC의 성능을 보기 전에 효과적인 부품이 선택되었는지 확인할 수 있다. 고객의 반응, 고객 조사, 공급업체 반응을 기준으로 Synplicity는 SoC와 ASIC의 90퍼센트 이상이 오늘날 FPGA로 프로토타입이 만들어지고 있다고 추정하였다. ASIC 및 SoC 프로토타입의 수요는 두 자리 비율로 증가하고 있으며, 시장 조사 회사인 Gary Smith EDA의 멀티코어 사용 예측에 따르면 앞으로도 수요는 지속적으로 증가할 것이다. 이러한 장점에도 불구하고 FPGA 기반 프로토타입은 다른 검증 방식을 대체하지 않는다. 하지만 FPGA 기반 프로토타입은 오늘날 사용할 수 있는 중요한 기법 중 하나이다. 사실 검증 방법과 통합의 향상은 향후 개발의 주요 수단이다. 프로토타입 실행 속도를 높이고 변경을 용이하게 하기 위해 많은 노력을 할 수 있다. 긍극적인 목표는 설계자가 신속하게 작업에 착수하고 신속하게 디버깅하며 지체 없이 변경할 수 있는 환경을 만드는 것이다. 이 새로운 시대에 FPGA 기반 프로토타입은 다른 검증 방법과 함께 중요한 위치를 점하게 될 것이다. "at-speed"로 실행하는 기능은(예: 하드웨어가 작동하는 속도로 테스트를 실행함) SoC 검증의 필수적 요소이다. 그래야만 설계자가 장치와 소프트웨어 복잡성의 증가와 관련하여 새로 발생하는 문제를 처리할 수 있을 것이다. <이번호 저널 2007년 11월 1일~15일>자에서 이 기사 및 다른 기사들도 찾아볼 수 있습니다. 본 기사는 에 있는 전자 엔지니어 기사에서 인쇄한 것입니다. http://www.eetkorea.com/ART_8800486712_839585_NT_547d6045.HTM 이전 기사로 전자 엔지니어