(system on chip) - parkjonghyuk.net · 4 •모바일기기발전방향 들어가며 구분 ~...
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목 차
1. 개요
2. SoC (System on Chip)의 개념
3. SoC 기술
4. 지적재산권
5. SoC 기술의 발전 전망
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• 디바이스(device)
– 사전적 의미 : 특정한 목적을 가진 기계적, 전기적 장치로 컴퓨터 내에 있거나 컴퓨터에 부착된 물리적 장치의 일부분을 의미
• 디바이스 구성하는 기술 요소
– SoC 기술 : 수백 마이크로와트(μW)의 전력으로 동작하여 공간에 존재하는
상품과사물, 그리고사람의존재와정보를인식하고전달
– MEMS 기술 : 반도체칩의 연산은 물론 감지, 구동, 통신 등의 다양한 기능
을 수행할 수 있어 응용 분야가 다양
– 차세대 전지 : 모바일 기기의 전원을 공급하는 기술
• 스마트(Smart)의 의미
– 정보처리기인 컴퓨터의 지능을 가리킴과 동시에 정보/통신 처리시간의 대폭적인 단축 (민첩성) 을 가리킴
– 기존의 물체에 컴퓨터가 내장되거나 투입방식으로 융ㆍ복합되면서 ‘스마트’라는 용어를 붙여 제품명칭으로 사용
들어가며
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• 모바일 기기 발전 방향
들어가며
구 분 ~ 2010년 2012 ~ 2013년 2015년
무선망시스템
HSPA EV-DOWCDMA Rev.AWiBro Wave 1/2
IEEE 802.11 b/g/a
HSPA+/LTEWiBro Ref 1.5IEEE 802.11n
LTE-AdvancedWiBro-Advanced IEEE
802.11 ac/ad
무선통신서비스 3세대 (300k~14Mbps)3.9세대
(30~100Mbps)4세대
(100M~1Gbps)
모바일기기
형 태 피쳐폰/스마트폰스마트북/e-book/
태블릿PCWearable phone인체공학적용
처리능력Single-Core
@600MHz~1GHzSingle-Core
@1.2~1.6GHzDual Core @1.2GHz
Quad Core @600MHz~1GHz
디스플레이 VGA/WVGA OLED/AMOLED3D AMOLED MEMS display
Transparent displayHolographic display
Flexible LCD
인터페이스정전식 터치스크린
멀티터치 입력 촉각 인식모션/제스쳐 인식음성/이미지 인식
후각인식 재현
모바일SW실시간 OS
개별 범용 OSCross 플랫폼Mobile SW
다중 단말기 협업지원Mobile SW
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• 다기종 간의 융합 및 복합화 발생
– 단순 서비스 제공 영역을 넘어 다기능화, 고품질화, 네트워크화 및 소형화등 을 복합적으로 추구
– 서로 다른 서비스 영역에 존재하던 것들 간에 융합 및 복합화 진행
• SoC (System on Chip)기술 발전
– 각종 부품을 하나의 반도체 칩에 집적 반도체뿐만 아니라 개별 부품을
모두 하나의 칩으로 만들기 위한 기술
– 휴대용 정보단말이나 민생기기용에 적합한 솔루션(고성능, 저소비전력)
– 센서와 CMOS가 한 웨이퍼 상에서 구현되어 하나의 칩으로 양산할 수 있는iMEMS 기술의 UOC(Ubiquitous computing On Chip) 등장
1. 개요
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• SoC (System on chip)기술
– 칩 자체가 하나의 시스템으로 기능할 수 있도록 정보통신기기의 핵심기능을 처리하는 메모리, 디지털 회로, 아날로그 회로, CPU, 센서, 안테나, 수동소자 등을 하나의 반도체 칩에 집적하는 기술
예) 휴대폰 통신 기능 칩 + 컴퓨터 기능 칩 = 각각의 칩 필요
SoC 하나로 가능
2. SoC (System on Chip)의 개념
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• SoC (System on chip) 이용의 대표적인 예(이동통신 단말기)
– 기본적인 음성통화 기능 이외에도 데이터 송수신, 멀티미디어 데이터 재생등이 가능하고 카메라 모듈 장착
– 저렴한 가격과 크기의 축소, 전력 절감
스마트폰, 태블릿 PC, 비디오 게임 콘솔, 홈 서버 등 광범위하게 사용
2. SoC (System on Chip)의 개념
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• SoC (System on chip) 기술 (1/2)
– 마이크로프로세서와 디지털 신호 처리 장치, 메모리, 기준 대역(baseband)칩, 임베디드 소프트웨어 등 하나의 시스템을 집적해놓은 집적회로(IC)
– 반도체 공정 기술 및 집적도, 설계 기술의 발전
인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB) 전체를하나의칩으로통합
PCB위에 다수의 칩을 사용하여 설계하는 SoB(System-on-Board)
시스템에서 발전
3. SoC (System on Chip) 기술
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• SoC (System on chip) 기술 (2/2)
– SoC 의 장점 : SoB보다 전력소모, 안정성, 설계비용 측면에서 유리
같은 제조 공정에 다양한 기술 접목가능
3. SoC (System on Chip) 기술
SoC : 칩주변장치들을규격화하여하나의칩에구현SoB : PCB위에다수의칩을사용하여설계
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• 주문형 반도체(ASIC)와 SoC의 개념 비교
– 공통점 : 실리콘 위에서 집적회로(IC)를 만드는 것
– 차이점
• 주문형 반도체 : 구현하고 자 하는 대상이 특정 시스템의 한 블록
• SoC : 시스템 그 자체를 의미
3. SoC (System on Chip) 기술
[전체시스템구성순서]제어부분작성 메모리작성 SW를올림
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• 구체적인 차이점(SoC의 경우)
– 구현하고자 하는 대상이 시스템
주변장치도 규격화하여 하나의 칩에 구현
– 지적재산권 사용(or 설계 재사용)이 중요한 역할
시스템의 복잡도를 생산성이 따라잡지 못하면서 지적새산권의 개념도입
– 설계 및 검증 방법론의 변화
지적재산권을 조합해서 시스템을 만들므로 응용하는 입장에서 시스템을바라볼 수 있는 능력과 어떠한 지적재산권을 써서 시스템을 구현할 것인가에 대한 시각을 동시에 갖춘 설계자들의 협력이 필요
– 소프트웨어의 존재 유무 내부에 운영체제가 필요
3. SoC (System on Chip) 기술
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• 지적재산권(Intellectual Property; IP)의 출현 배경
– SoC은 칩 내부에 프로세서가 존재하므로, 처리해야 할 버스, 메모리, 레지스터, 주변회로, 해당되는 시스템을 구현하기 위한 기능 블록을 하나의 칩에 집적
– 칩의규모가커질수록칩의설계가어려워지고, 개발기간이많이소요
– 반도체 칩 시장에서 조속한 출시 여부가 기업의 성패를 좌우 함
– 반도체 칩의 빠른 설계의 필요성이 증가 기존에 설계되고 검증된 기능블록을 활용하여 설계 설계시간 단축
4. 지적재산권
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• 지적재산권의 정의
– 해당 칩에 적용될 수 있는 설계 블록을 누군가 미리 오랜 기간을 투입하여개발해놓은 것
• 지적재산권의 구분
– 스타형(star)
• 재사용이 매우 활발하여 특정한 기능에 제한되지 않음
• 거의 모든 SoC에 채택 가능한 프로세서 핵심 부분, 디지털 신호 처리 장치의핵심 부분 등의 범용 지적재산권
– 표준형(standard)
• USB, IEEE1394 등의 특정한 인터페이스 표준방식 또는 MPEG 등과 같이 표준기능에 맞추어 개발된 지적재산권(IP)
– 셀형(cell)
• 종래의 SoC 설계방식에서 사용되던 설계 라이브러리 또는 메모리 매크로 등
4. 지적재산권
SoC 및 보드 제작과정
*RTL(Register-Transfer Level) : Hardware Description Languages (HDLs) 를 이용
(컴파일과 유사)
패턴검사
(또는 타이밍 검사)
SoC 제작과정
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• 하드웨어의 구현 방법
– 반도체의 기능설계와 합성, 제조 등의 과정을 거쳐 이것을 인쇄 회로 기판에 패키징하여 시스템 구성
5. SoC 기술의 발전 전망
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• SoC 제작 순서
5. SoC 기술의 발전 전망
*EDA(Electronic Design Automation): 전자설계자동화 도구
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• SoC 구현 방법
– 메모리, 디지털 및 아날로그 신호를 제어, 가공, 처리하는 프로세싱 부분등을 전부 하나의 칩으로 넣는 기술
– 시스템 기술과 반도체의 설계, 제조 기술들이 융합된 IT 핵심 기술
5. SoC 기술의 발전 전망
다양한기능을가진하나의칩
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• SoC 구현의 어려움
– 실제 게이트 수가 1,000만 개를 넘으면 현재 저항 트랜지스터 논리 회로(Resistor Transistor Logic Circuit; RTL) 수준에 머물러 있는 전자 설계 자동화(Electronic Design Automation; EDA) 툴이 집적화를 감당하기에는매우 어려움
– 동적 램(DRAM)이나 정적 램(SRAM)은 내재된 형태로 SoC화가 가능하나물량이 많이 확보된 제품이나 비디오 게임과 같이 특수한 응용 분야가 아니면, 경제성 문제로 극히 제한된 범위에서만 SoC화되고 있음
– 플래시 메모리는 제조공정이 로직과 달라서 단일칩으로 SoC화하는 것보다 별도의 칩으로 분리하는 것이 더 바람직하며, 아날로그는 단일 칩으로소화하기에는 디지털에 비하여 규모의 효과가 훨씬 떨어지는 단점
5. SoC 기술의 발전 전망
Q & A
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Thank You!
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