파운드리 & 팹리스 향 ASIC 구현 직무: RTL부터 GDSII까지

'삼성전자, SK하이닉스 현업' 에서 요구하는 'AI 기반 회로설계/검증 자동화' 실무 강의입니다. TSMC 180nm PDK 기반 LDO IP 설계·검증 자동화 + AI 기반 AXI-Lite RTL 구현 + Python/TCL/Batch Script Regression 자동화 역량을 완성합니다.

이 강의는 AMD FPGA와 TEMAC IP를 이용해 Gigabit Ethernet 통신 시스템을 설계하는 방법을 소개합니다. Vivado에서 TEMAC IP를 생성 및 설정하고, Top 모듈과 연결하여 1Gbps 속도의 Ethernet 프레임 송수신이 가능한 하드웨어 시스템을 설계합니다. Ethernet 프로토콜의 기본 개념, 프레임 구조, 디버깅 방법(ILA, Wireshark 등)도 함께 학습합니다. ARP 응답 및 UDP 송신 RTL을 설계하고 PC에서 성능을 측정합니다.

본 강의는 DDR Memory Arbiter를 구현합니다.

본 강의에서는 FPGA의 기본 개념과 동작 원리를 이해하고, FPGA가 갖는 장점 및 ASIC과의 차이점을 살펴봅니다. 이어 FPGA 설계 프로세스와 FPGA 세부 설계 분야에 대해, 설명합니다. FPGA 개발 툴의 종류와 역할을 알아보고, AMD FPGA 개발 툴인 Vivado 설치를 진행합니다. 간단한 예제 디자인 실습을 통해, FPGA 설계 과정을 경험합니다.

RISC-V 명령어의 동작 원리에서 출발하여 5단 파이프라인 구조의 32비트 CPU를 직접 설계하고, Verilog RTL 구현부터 시뮬레이션 검증, FPGA 실물 실행까지 완성하는 실전 CPU 설계 과정입니다. RV32I 40개 명령어 중 CPU의 핵심 구조를 학습하는 데 필요한 14개 명령어를 선정하여 TinyRV32I를 단계적으로 구축합니다. 데이터패스, 파이프라인 레지스터, ALU와 제어회로, Branch, Hazard, Stall·Flush, Memory-Mapped I/O 등 실제 CPU를 구성하는 핵심 구조를 직접 설계하고 검증합니다. 강의에 사용되는 Verilog RTL, Testbench, Assembly 프로그램, Memory Image, FPGA 제약 파일을 제공하며, 최종적으로 Arty S7-25 FPGA에서 자신이 설계한 CPU로 실제 프로그램을 실행합니다. 본 과정은 여기서 끝나지 않습니다. TinyRV32I를 통해 CPU의 핵심 구조를 완성한 뒤, 후속 과정에서 RV32I 40개 명령어 전체를 지원하는 Full RV32I CPU로 확장하는 단계적 CPU 설계 시리즈로 이어집니다.

본 강의는 DDR Memory Arbiter를 구현합니다.

Season 1이 실력 점검과 기본기 다지기였다면, Season 2는 오직 '합격과 이직'을 위한 실전 압축 훈련입니다. 단순한 문법이나 게이트 레벨을 넘어, 실제 대기업/외국계 현업과 코딩 테스트에 빈출되는 최상위 고난도 모듈(CDC, 동기/비동기 FIFO, AMBA APB, SPI, I2C, FIR 필터 등)을 직접 설계해 봅니다. 면접관의 꼬리물기 압박 질문에도 흔들리지 않는 단단한 설계 역량이 필요하신가요? 지방대에서 외국계 반도체 기업으로 이직을 이뤄낸 ETA의 모든 실전 노하우와 코딩 테스트 끝판왕 문제들을 이 강의에 모두 담았습니다. 마지막 시즌, 당신의 이직 프리패스를 완성해 보세요.

CPU를 만들겠다고 마음먹으면 대개 회로도부터 찾습니다. 그런데 도면을 펼치는 순간 답할 수 없는 질문이 생깁니다. 이 블록은 왜 여기 있어야 합니까? 레지스터를 읽는 포트는 왜 두 개입니까? 답은 모두 명령어에 있습니다. 명령어가 무엇을 요구하는지 알면 어떤 회로가 필요한지가 정해집니다. 반대 순서로는 되지 않습니다. RISC-V 강의는 이미 여럿 있습니다. 하지만 대부분 슬라이드에 값을 띄우고 "이렇게 됩니다"라고 말한 뒤 넘어갑니다. 수강생은 그 값이 맞는지 확인할 방법이 없습니다. 이 강의는 파이썬 명령어 실행 시뮬레이터를 함께 드립니다. run ADD 라고 치면 그 자리에서 기계어가 조립되고, 32비트가 필드별로 펼쳐지고, 레지스터가 어떻게 바뀌는지 화면에 나옵니다. 교재의 모든 숫자가 이 도구의 실행 결과이며, 여러분 화면에서 똑같이 재현됩니다. 상용 디버거는 라이선스가 필요하고 시뮬레이터는 설치가 벽입니다. 이 도구는 파이썬만 있으면 됩니다. 보드도, 라이선스도, 설치도 필요 없습니다. RV32I 명령어 40개를 하나도 빠뜨리지 않고 직접 실행하며, 회로가 무엇을 해야 하는지 스스로 알아내는 과정입니다.

UART는 가장 기본적이며 널리 활용되는 시리얼 통신 방식으로, FPGA 설계를 처음 접하는 입문자에게 매우 적합한 학습 주제입니다. 본 강의에서는 UART의 통신 원리와 프레임 구조를 상세히 이해하고, 이를 기반으로 RTL(Register Transfer Level) 설계를 통해 송수신 로직을 직접 구현해보는 과정을 진행합니다. FPGA 상에서 UART를 구현함으로써 디지털 회로 설계 능력을 체계적으로 키우고, 시뮬레이션 및 검증을 통해 실제 하드웨어 수준에서 동작을 확인하는 경험을 쌓을 수 있습니다. 또한 Soft Processor인 MicroBlaze와 Xilinx UART IP를 활용한 방식도 함께 학습하여, 프로세서 기반의 시스템 설계 흐름 및 인터페이스 구성을 폭넓게 이해하게 됩니다. 이를 통해 논리 설계와 프로세서 설계를 아우르는 포괄적인 개발 역량을 갖출 수 있습니다.