Digital System Design _ intro(2)

 

 

Overview & Trend

 

 

목표 설계 시스템

 

 

각 파트별 적게는 300명 많게는 700명 이상의 인력을 필요로 하므로 HW 산업은 목표 설계 시스템으로 진행 된다.

이렇게 많은 인력이 함께 일할 수 있는 비결은 Platfor-based design으로 진행되기 때문이다.

 

 

 

 

Right Architecture 탐색 ( for 목표 설계 시스템)

 

 

Direct Mapped Hardware는 하고자하는 일만 딱! 하도록 설계되어 그 일에 대해서는 최적화되었으나,

다른 용도로는 사용하기 어려워 Flexibility가 낮다.(full custom design)

 

반대로 Embedded Process(general purpose system)는 가장 general purpose를 가진 HW로

높은 Flexibiltiy를 갖고 있으나 그만큼 높은 power가 필요하여 Power Dissipation 역시 크다.

 

 

 

[Architecture 정리]

 

-General Purpose Systems (Multiprocessor system)

 

: 일반적인 용도에 맞춘 것이므로 특정 시스템을 구성하는 데에는 최적화되지 않음.

  power dissipation이 크므로 에너지 측면에서도 비효율적

 

 

-Reconfigurable Systems (FPGA) //가변구조형

 

: 시스템의 일부를 위해 도입하는 것은 괜찮은 선택이다.

 프로그래밍은 가능하지만 성능이 많이 떨어진다.

 미래의 main Soc 기술로 언급되고 있다. (system on chip)

(*** ststem on chip(SoC) : 하나의 집적회로에 집적된 컴퓨터나 전자시스템 부품)

 

-Full Custom Design

 

: 특정 시스템을 위한 최적화된 선택이다.

 설계 및 개발 기간이 매우 길고 동원되는 인력의 수 또한 매우 많아야 한다.

 

 

 

 

Platform 기반 설계

 

: 간단히 말해서 이미 만들어진 부분에 대해 detail만 추가하는 형식의 설계를 platform 기반 설계라 한다.

  platform 은 "솔루션"이다. 이미 만들어진 architecure를 새로운 제품 개발에 재활용하며 다양한 변주가 가능하다.

 

-Platform 기반 설계의 필요성

 *Technology push : 큰 규모의 다양한 기술(technology)의 시스템을 대량 생산

 *Marketing push : 빠른 설계 시간, 조금씩 성능이 다른 다양한 제품 라인업(marketing)

 *Standards-driven : 대규모 시장을 갖는 제품들은 '표준'(standards)에 따라 움직인다.

                                 ex) wireless, multimedia, networking

 

 

Standard

 

  Standard는 주요 입출력을 모두 정의하고 있다. 

  설계에서는 이러한 standard를 어떻게 가현할 것인지가 관건  ex)화질,속도,power etc..

  Standard를 기본으로  '추가 기능'에 따라 다양한 변주가 가능하다. ex)cell phone user interface.

 

 

 

Standard encourage platform-based design.

 

 

 

Platform 기반 설계 예시

 

 

 

Platform 기반 설계의 가장 대표적이 예가 바로 '자동차'이다.

매번 새로운 제품들이 나오지만.. 사실 거의 바뀌지 않는다고 볼 수 있다.

이미 짜여진 자동차 틀 안에서 detail만 조금씩 바꾸어져 나온다.

 

 

 

SoC (System On (a) chip)

 

 :System on chip( 단일 칩 시스템 ) 은 하나의 회로에 집적된 컴퓨터나 전자시스템 부품을 말한다.

  전체 시스템을 칩 하나에 담은 기술 집약적 반도체로,

  여러 기능을 가진 기기들로 구성된 시스템(system)을 하나의 칩(on chip)으로 만드는 기술이다.

 

 

 

 

AP ( Application Processor)  //모바일 중앙처리장치

 

: 간단하게는 우리가 들고 다니는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 main chip을 말하는 것이다.

 위의 수많은 기능들을 하나의 칩으로 모아놓은 SoC(System on a chip)가 바로 AP이다.

 

 

 

 

AP vs CPU

 

모바일 AP를 중앙처리장치 CPU(Central Processing Unit)와 동일하게 생각하는 경우가 있으나, 그렇지 않다.

모바일 AP는 컴퓨터 CPU와 달리, 주 연산을 위한 CPU를 포함한 다양한 기능이 하나의 칩으로 통합된 형태이다. 

모바일 AP에는 CPU,Memory,그래픽카드,저장장치 등 한 개의 칩에 완전 구동이 가능한 제품과 시스템이 들어있다.

그것이 SoC 즉, system on chip이라 불리는 이유이다.

 

 

시스템 반도체 역사

 

system 반도체의 최강자는 본래 intel이었으나, 2007년 IPHONE의 등장으로 AP, Mobile AP분야가 새롭게 떠올랐다.

 

1. Qualcomm snapdragon(퀄컴에서 개발한 스마트폰,태블릿 등을 위한 모바일 AP(SoC))

2. Apple A시리즈

3. Samsung Exynos

4. NVIDIA Tegra

 

 

 

삼성은 갤럭시를 만들 때에 snapdragon과 Exynos제품을 모두 사용한다.

우리나라는 메모리 반도체로는 최강국이나, 시스템 반도체는 아직 두각을 드러내고 있지는 않고있다.

 

AP관련 영상을 많이 보자. Digital System Design에 많은 도움이 될 것이다.

 

4.TI(Texas Instruments)

 : 미국 텍사스주 댈러스에 위치한 DSP(Digital Signal Processor), 마이크로컨트롤러, 아날로그 분야 등

   다양한 반도체를 만들거나 관련 기술을 판매하는 회사

   **OMAP ( Open Multimedia Application Platform ) //TI에서 개발한 SoC