Verilog FPGA Program 1 (HIL-A35T)

20년 이상 경력자가 알려주는 FPGA 설계 📑

Verilog HDL은 FPGA Program 언어입니다. FPGA 뿐만 아니라 ASIC도 만들 수 있어요. Verilog에 관심이 있거나 현업에서 스킬 업을 하고 싶은 개발자 분들이 많이 있습니다.

그러나 Verilog, FPGA는 매우 특수한 분야여서 자세히 설명되어 있는 강의를 찾는 건 매우 어렵습니다. FPGA 제조사에서 문서를 제공하지만 너무 많은 문서에 영어로 되어 있어서 어떤 문서를 봐야 하는지도 알 수 없습니다.

저는 20년 이상 현업에서 개발자로 일하다가 현재는 1인 기업을 운영하고 있습니다. 제가 지금까지 쌓아온 지식들을, 현업에서 개발자로 살아가는 분들이나 개발자의 길을 준비하시는 분들에게 전해드리고 싶어 강의를 제작하게 되었습니다.

강의는 총 4개로 구성되어 있습니다.

본 강의는 첫번째 강의로 가장 중요한 강의입니다. 처음 접하시는 분들도 쉽게 따라할 수 있도록 툴의 사용법과 코드에 대한 설명, 코드를 simulation 하고, 개발보드에서 결과를 확인해 볼 수 있도록 구성되어 있습니다.

능력있는 개발자가 되는 것을 쉬운 일이 아닙니다. 그만큼 노력이 필요합니다. 그 어려운 과정속에 친절한 Guide가 있는 것은 매우 좋은 일입니다.

본 강의를 자신의 레퍼런스로 삼으시길 바랍니다. 본 강의의 내용을 거의 외우다시피 자신의 것으로 만드시길 바랍니다. 좋은 개발자는 눈으로 되는 것이 아닙니다. 직접 코딩해보고 simulation으로 확인하고, 또 보드에서 원하는 대로 동작하는지 검증하는 과정을 수없이 반복해야 합니다.

본 강의는 매우 많은 내용을 담고 있습니다. 숙련된 개발자가 아니면, 한번에 모든 내용을 이해하기에는 어려움이 있을 수 있습니다. 반복해서 코딩하고, simulation 하고, 보드에서 결과를 확인하고 이러한 과정을 통해 조금씩 자신의 것으로 만들어 갈 수 있을 것입니다.

본 강의의 내용을 완벽히 이해하고 활용할 수 있다면 매우 훌륭한 개발자가 될 수 있습니다.

강의에서 이해가 안 되는 부분은 인프런 커뮤니티 또는 제가 운영하는 카페를 통하여 질문을 올려주시면 답변해 드리도록 하겠습니다.

📢 강의는 총 4개로 구성되어 있습니다. 본 강의는 1강 입니다.

1강 : Verilog FPGA Program 1

• 기본 기능 구현

2강 : Verilog FPGA Program 2

• Microblaze

3강 : Verilog FPGA Program 3

• DDR Controller

4강 : Verilog FPGA Program 4

• MCU Porting

기초 : Verilog를 이용한 FPGA 활용 기초

📢 강의는 실습보드에 따라 다릅니다. 강의 수강 시 주의하세요.

1. Arty A7-35T 보드

   
   

   • Verilog FPGA Program 1 (Arty A7-35T)

   • Verilog FPGA Program 2 (MicroBlaze1, Arty A7-35T)

   • Verilog FPGA Program 2 (MicroBlaze2, Arty A7-35T)

   • Verilog FPGA Program 3 (DDR Controller, Arty A7-35T)

   • Verilog FPGA Program 4 (MCU Porting, Arty A7-35T)

2. Zynq mini 7020 보드

   • Verilog FPGA Program 1 (Zynq mini 7020)

   • Verilog ZYNQ Program1 (Zynq mini 7020)

3. HIL-A35T 보드 (강의를 위해 자사에서 개발함)

   • Verilog FPGA Program 1 (HIL-A35T)

   • Verilog FPGA Program 2 (MicroBlaze, HIL-A35T)

     
     

   • Verilog FPGA Program 3 (DDR Controller, HIL-A35T)

   • Verilog FPGA Program 4 (MCU Porting, HIL-A35T)

이런 걸 배워요 📚

1. Vivado 툴의 사용법

2. Verilog 코딩

3. Tech bench 만들고 Simulation 하기

4. 결과를 보드에 다운로드해서 확인하기

상세 커리큘럼 🙋‍♀️

섹션 1. HW 구성

섹션 2. Counter를 이용한 LED 제어

• 가장 기본적인 counter를 이용하여 LED를 제어합니다. 프로젝트를 생성하고 코드를 추가하고 Bitstream을 생성하고 보드에 다운로드해서 결과를 확인하는 전체 과정을 이해합니다.

섹션 3. Simulation

• 코드를 검증하기 위한 시뮬레이션 과정을 이해합니다.

섹션 4. SPI Master 구현

• SPI Master를 구현합니다. 스펙을 정하고 코드를 구현합니다.

• Verilog에서 아주 중요한 SM(State Machine)을 구현합니다.

  
  

섹션 5. SPI Slave 구현

• SPI Slave를 구현합니다.

섹션 6. SPI 통신 구현

• SPI Master/Slave간의 통신을 구현하고 보드에서 결과를 확인합니다.

섹션 7. Xilinx IP

• Xilinx에서는 많은 IP들을 제공합니다. 그 중에서 많이 사용하는 Clock, Memory 관련된 IP들을 설명합니다.

섹션 8. Uart Controller 구현

• Uart Tx, Rx Controller를 구현하고, PC와 Loopback 통신을 구현합니다.

섹션 9. I2C Controller 구현

• Serial 통신 중에서도 난이도가 높은 I2C Controller를 구현합니다.

섹션 10. NRZLDecoder 구현

• NRZL은 디지털 전송을 위한 라인 코딩 방식 중 하나입니다.

• 응용편으로 추가되었습니다.

섹션 11. FMC Interface 구현

• FMC (Flexible Memory Controller) Interface를 구현합니다.

• 2개의 Clock을 사용할 때 자주 발생하는 Timing Violation을 어떻게 해결하는지에 대한 내용이 포함되어 있습니다.

  
  

섹션 12. Block Memory 속도

• FPGA 내부의 Block Memory 속도(성능)을 테스트 합니다.

• Block Memory 최적의 속도를 설명합니다.