계장기술(PROCON)

특별기고 IC 관점에서 본 EDA(전자 설계 자동화) 재정의

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 83회 작성일 21-01-13 14:46

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2021년 1월에 멘토는 지멘스 EDA가 된다. EDA 고객들에게는 멋진 소식이다. 지멘스를 통해 우리는 연구개발에 대한 투자 규모를 키워 신제품을 개발하고, 동급 최강의 전자 설계 기업들을 인수할 수 있게 되었다. 멘토는 항상 전자 설계의 디지털화를 선도해왔으며, 지멘스는 항공기, 자동차, 공장 및 도시와 같은 대형 시스템에 세계 수준의 디지털화를 구현하고 있다.

전 세계의 거의 모든 업계가 디지털화를 통해 스스로를 재정립하고 있다. 그러한 디지털화의 핵심은 모두가 아시는 바와 같이 IC이다.

요즘의 업계 소식을 보면 디지털화, 디지털 세계, 디지털 기업 등 모든 것의 디지털화에 대해 언급되지 않는 경우를 찾아보기가 힘들다. 이는 기업들이 반도체 기술을 이용해 자신들의 사업 모델과 물류 및 재정에 변혁을 가져오려 하기 때문이라고 생각한다. 이로 인해 반도체 업계에는 놀라운 기회가 주어지고 있다. 신생 업체이든, 혹은 자체 설계 팀을 갖추려는 대형 시스템 하우스이든, IC 설계 시장에는 하루가 멀다 하고 새로운 업체들이 등장하고 있는 것을 보게 된다. 이러한 추세는 EDA 업계에 엄청난 성장을 가져올 것이 분명하다.

이를 확인할 수 있는 한 가지 방법은 데이터 트래픽에 대한 예측을 살펴보는 것이다. 예측에 따르면, 데이터 트래픽은 향후 수년 간 400배나 증가할 것이라고 한다. 최종 시장이 게임 시장이든 혹은 비디오나 IoT, 자동차 또는 의료 부문이든, 이러한 시장들의 규모는 현재의 데이터 트래픽 전체를 웃돌 것으로 예상되고 있다.
놀라운 기회가 아닐 수 없다. 이러한 데이터는 처리를 거쳐 전송되어야 하며, 그러한 시스템은 하나같이 반도체에 의존하고 있기 때문이다.

이처럼 거대한 시스템 규모에서는 단지 IC를 개발해 검증하는 것만으로는 충분하지 않다. 그 자체만으로도 매우 복잡한 프로세스다.

필요한 것은 디지털 트윈(Digital twin)이다. 이것은 실제 소프트웨어를 실행하고, 물리적 세계와 상호작용하는 전자 시스템 전체를 생성하고, 검증 및 인증하며 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 디자이너는 자신들의 디바이스가 사양에 따라 작동함을 보장해야 할 뿐만 아니라, 애플리케이션 소프트웨어를 시스템의 맥락에서 실행할 때 그 성능 특성도 보장해야 한다.

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디지털 트윈에 의해 재정의되는 EDA

IC 디자이너들은 지난 35년 이상 칩 제조를 위한 디지털 트윈을 개발해왔다. 하지만 지멘스 EDA가 제공하는 디지털 트윈은 여기에 그치지 않는다.

시뮬레이션이 가능한 설계의 디지털 트윈만 있는 게 아니라, 설계를 실현하기 위한 제조 공정의 디지털 트윈도 있고, 이용되고 있는 디바이스 자체의 디지털 트윈도 있다. 이 모든 것은 다운스트림으로부터 지속적인 개선을 도모하고, 통찰력을 피드포워드(Feed forward) 시킬 수 있는 방식으로 한데 연결되어 있다. 제품이 현장에서 실제로 작동할 때는 문제가 발생할 수 있다. 그 데이터는 상응하는 설계 디지털 트윈에 피드백될 수 있으며, 이를 이용해 해당 설계를 개선하거나 심지어는 현장의 제품에 소프트웨어 업그레이드를 전송할 수도 있다.  
PAVE360은 디지털 트윈이라는 개념을 토대로 개발된 제품의 좋은 사례다. 이것은 시스템 레벨에서 모델링 된 완전한 자율주행 차량 검증 및 인증 환경으로서, 물리적 차량 및  주행 환경과 똑같은 트윈 이미지다.

디지털 트윈에는 지멘스 EDA 솔루션과 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어(Siemens Digital Industries Software)의 툴들이 결합되어 있다. Simcenter PreScan은 주행 시나리오와 관련 센서 데이터를 생성하며, 이는 차량의 전기전자 아키텍처 모델과 Veloce 플랫폼에서 실행되는 연산 시스템에 입력된다. Simcenter AMESim이 제공하는 멀티 도메인 메카트로닉 시스템 시뮬레이션 플랫폼은 기계, 전기 및 유압식 서브시스템을 포함하는 폐쇄 루프 환경을 형성한다. 자율주행 차량의 프리 실리콘 검증(Pre-silicon validation)이 실현 가능해졌다.

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 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어는 시장을 주도하는 기업이므로 우리는 기업 인수 기회를 모색함으로써 우리 툴과의 시너지를 통해 업계에 독보적인 디지털 트윈을 제공할 수 있다. 우리가 사로칼(Sarokal) 사를 인수했을 때 검증 분야 일부에서는 의아한 눈길로 바라보기도 했다. 당시로서는 이상한 조합처럼 보였을 것이다. 당시에 이들이 알지 못했던 사실은 사로칼이 5G 테스팅 분야의 선두 주자로서 이들의 노련한 팀은 주요 통신 회사들과 긴밀하게 협력해 프론트홀(Fronthaul) 시스템의 테스팅을 위한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 제공해왔다는 점이다. 하지만 이러한 5G 통신 제품의 핵심은 커스텀 SoC의 설계 및 검증으로서, 이것이야말로 우리의 강점이다.

 무엇보다 5G SoC는 5G 무선 접속망이 가능케 해주는 유연성과 구성 용이성으로 인해 테스트 필요성이 기하급수적으로 증가하게 되는 문제에 부응하는 새로운 검증 접근 방법이다. 우리는 프리 실리콘 및 포스트 실리콘 단계의 SoC 설계 및 검증 흐름을 위한 독보적인 디지털 트윈을 제공한다. 이러한 양방향 흐름 덕분에 실리콘을 사용할 수 있게 되더라도 Veloce Strato에서 테스트를 재사용하여 시스템이 설계된 대로 작동하는지 확인할 수 있다. 시스템을 실험실에서 사용할 수 있으면 동일한 테스트를 X-STEP을 이용해 실행할 수 있다. 협력사들은 X-STEP을 통해 프론트홀 테스트 구성 내용을 실행 가능한 포맷으로 교환할 수 있다. 이를 통해 다양한 벤더들의 디바이스 간에 생태계 전반에 걸친 협업과 철저한 검증 및 상호운용성이 가능해진다.

EDA 분야는 흥미진진한 시기에 들어서 있다. 디지털 트윈을 제공한다는 것은 놀랍도록 복잡한 일이지만, 그러한 복잡성은 우리의 방대한 제품 포트폴리오를 활용해 전자 시스템이 현재와 미래에 직면하게 될 문제를 해결할 수 있는 최적의 기회라고 본다.

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