"내 칩" 에뮬레이션 검증 키트: 자재 목록(구매처)
"내 책상 위에서 내 칩 설계(MyChip-on-MyDesk)"
- "내 칩" 에뮬레이션 검증 키트: 조립과 시험 (측정기 편) [링크]
- "내 칩" 에뮬레이션 검증 키트: 조립과 시험 (에뮬레이터 편) [링크]
- "내 칩" 에뮬레이션 검증 키트: 조립과 시험 (칩 테스터 편) [링크]
목차:
1. 개요
2. 에뮬레이션 검증 키트의 구성
3. PSCE-MI(Modeling Interface Board) 부품 목록
4. PSCE-TRANS(DUT Transaction Board) 부품 목록
5. PSCE-TESTER(MyChip Test Socket Board) 부품 목록
* PSCE: Poorman's Standard Co-Emulator
CC-BY-NC, by GoodKook
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1. 개요
반도체 설계를 시뮬레이션에 그치면 재미 없다. 알고리즘을 컴퓨팅 언어로 묘사하고 디지털 회로(하드웨어) 시뮬레이션을 하여 목표했던 디지털 파형을 보는 것 만으로 만족 스러울 수 있다. 이에 덧붙여 작동하는 실물을 "가지고"-"보고"-"만지고"-"느끼는" 재미에 비할 바는 아니다. 디지털 반도체 설계 기법과 도구들이 발전하여 이제는 전자공작 취미가들의 일상이 되다시피 했다[링크]. 오픈-소스 반도체 설계 도구들이 완전한 구성을 갖췄고 FPGA를 포함하여 각종 전자부품들을 매우 저렴한 가격으로 구입할 수 있게 되었다. 심지어 MPW 를 통해 칩으로 까지 무료로 만들어 주는 "내 칩 제작 서비스"가 시행되고 있다[모아팹/내 칩 제작 서비스].
기왕 "내 칩"을 만들 것이면 작동하는 모습을 봐야 하지 않을까? 반도체 설계는 복잡해서 한번에 작동하는 칩을 만들기 어렵다고 한다. 사실이 아니다. 반도체를 제작하기 전에 정확히 정의하고 충분히 검증하면 무조건 작동한다. "내 칩"을 제작 전 에뮬레이션 검증과 제작 후의 테스트를 위한 키트(kit)를 만들어보자. 이 검증 및 테스트 키트는 "내 책상 위에서 내 칩(MyChip-on-MyDesk)"을 설계[*]하고 검증하며 테스트까지 할 수 있는 환경 구축의 일환이다. 먼저 필요한 부품들의 목록을 알아본다. 개인(학생 또는 취미가)이 마련 할 수 있도록 약 15만원 이내에서 부품의 구입이 가능하게 구성하였다. 일반적으로 구입할 수 있는 부품 외의 인쇄 기판은 "내 칩 디자인 킷 그룹[**]"에 가입 하면 안내 받을 수 있다.
[*] "오픈-소스 설계 툴이 사전 설치된 WSL 가상 디스크 이미지 배포 및 사용법" [링크]
[**] "내 칩 제작 서비스"/"반도체 설계 교실" 오픈-소스 디자인 킷 사용자 그룹 [링크]
2. 에뮬레이션 검증 킷의 구성
a. PSCE-MI
에뮬레이션 모델링 인터페이스 및 계측기(오실로 스코프 및 로직 아날라이져) 모듈이다. 라즈베리 파이 피코 보드가 사용되었다.
b. PSCE-TRANS
디지털 설계 DUT와 테스트 벤치 사이의 트랜잭션을 수행한다. 인텔-알테라의 싸이클론 FPGA 가 사용되었다.
c. PSCE-TESTER
"내 칩 제작서비스"에서 제공하는 표준 28핀 SOP 테스트 소켓 보드다. 에뮬레이션 모듈과 결합하여 칩 테스트 한다.
* PSCE: Poorman's Standard Co-Emulator
"내 칩 에뮬레이션 검증 키트"는 회로 기판과 부품(SOP28 테스트 "내 칩" 포함)으로 공급[*]된다. 구성은 아래 사진과 같다.
[*] "내 칩 디자인 킷 사용자 그룹[링크]"에서는 PCB 보드를 제공 할 뿐이며 부품과 모듈들의 구매 대행하지 않는다. 개별 구매 할 수 있도록 목록과 구입처를 명시하였다.
조립 후 세 모듈(보드)들이 체결된 모습은 아래와 같다.
검증 키트는 보관함[***]에 넣어 휴대 가능하다. 장소에 구애받지 않고 어디서든 오픈-소스 설계 도구로 "내 칩"을 설계하고 검증을 할 수 있다.
[***] 마트에서 구입 할 수 있는 3.7L 짜리 야채 보관함이다.
3. PSCE-MI(Modeling Interface Board) 부품 목록
DUT(하드웨어)를 검증하기 위해 테스트벤치(소프트웨어)와 인터페이스를 수행한다. 추가로 측정기능(간이형 오실로 스코프와 로직 아날라이져)을 포함한다.
위 사진은 측정기(오실로스코프)로서 사용되는 모습을 보여준다. 표시기는 안드로이드 휴대장치다. 조립된 PSCE-MI 보드의 상면과 아랫면, 그리고 회로도는 아래와 같다.
3-1. Raspberry Pi Pico 보드 RP2040 PICO W 듀얼 코어 264KB ARM 저전력 마이크로컴퓨터 고성능 Cortex-M0+ 프로세서
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- 제품 옵션: TYPE-C PICO x 2
3-2. 50/20/10Pcs 2.54mm 단일 행 남성 1/2*40P PCB 보드 핀 헤더 커넥터 스트립 핀 헤더 2/3/4/5/6/8/10/12/20/40Pin Arduino 용
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-옵션: 1X20Pin
3-3. 단일 행 핀 암 헤더 소켓 피치 2.54mm, 1*2p, 3p, 4p, 5p, 6p, 7p, 8p, 9p, 10p, 12p, 14p, 16p, 18p, 20, 10 개 p 22p 40p 핀 커넥터
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- 옵션: 10pcs 1x20pin, 1X4Pin
3-4. R/A 2.54mm 이중 행 직각 남성 분리형 PCB 보드 핀 헤더 커넥터 핀 헤더 Arduino 용 2*3/4/8/10/15/20/40Pin
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- 옵션: 2x5P 10PCS
3-5. 오실로스코프 프론트-엔드용 부품
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참조: https://oscilloscope.fhdm.xyz/wiki/Analog-Front-End
Op Amp: MCP6002(8핀 DIP)
다이오드: 1N4148 x4
저항: 100옴(1/8w) x10, 680K옴(1/8w) x 2
가변저항(트리머): 1M옴 x2
커페시터(탄탈): 100n x3
택트스위치: 4mm 소형 x2
핀헤더: 수직(1열), 앵글(2열)
핀헤더소켓: 수직(1열)
3-6. 10PCS 2.54MM 2.54 와이어 듀퐁 라인 암-암 1P2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 핀 듀퐁 케이블 커넥터 PCB 용 점퍼 케이블 와이어
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-옵션: 30cm, 8P
3-7. Dupont 플라스틱 쉘 플러그 2.54mm 단일 이중 행 Dupont 커넥터 1/2/3/4/5/6/7/8/9/10P 2*2/3/4/5/6/8/10/20P 하우징 터미널
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- 옵션: 100PCS 1PIN
3-8. Cleqee P5003 10pcs SMD IC 테스트 후크
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- 옵션: P5003 10C 10pc
3-9. 100W USB Type-C 케이블 전화 고속 충전 케이블 삼성 Xiaomi Redmi Oneplus Realme Type C 대 Type C 전화 충전기 데이터 케이블
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- 옵션: 1Pcs USB To C Cable, 1m
3-10. 50pcs M2/M2.5/M3/M4 * L + 6mm 스레드 검정/흰색 간격 나사 플라스틱 PCB 마더 보드 고정 나일론 스탠드 오프 스페이서 기둥
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-옵션: M3x25mm(M)
3-11. 50pcs M2/M2.5/M3/M4 * L + 6mm 스레드 검정/흰색 간격 나사 플라스틱 PCB 마더 보드 고정 나일론 스탠드 오프 스페이서 기둥
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-옵션: M3x5mm(F)
3-12. 0.96 인치 oled IIC 직렬 흰색/파란색/노란색 파란색 OLED 디스플레이 모듈 Arduino 용 128X64 I2C SSD1306 12864 LCD 스크린 보드
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- 옵션: WHITE/YELLOW
3-13. 5PCS 슬라이드 유형 딥 스위치 이중 행 토글 스위치 모듈 회로 브레드 보드 용 2.54mm 1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P-12PIN 위치
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-옵션: 2way
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- 옵션: BLACK 1M
4. PSCE-TRANS(DUT Transaction Board) 부품 목록
4-1. Altera Intel Cyclone IV EP4CE6E22C8N FPGA 개발 보드
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- 옵션: EP4CE6E22C8N Core
4-2. Xilinx 플랫폼 케이블 USB 다운로드 케이블 CPLD/FPGA ISP PROM FT2232 버전용 JTag 프로그래머 디버거
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4-3. 2.54mm 이중 행 스트레이트 암 2-40P 핀 헤더 소켓 커넥터 2x2/3/4/5/6/7/8/9/10/12/14/16/18/20/25/30/40Pin
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-옵션: 24pin x 2
4-4. 2.54mm 이중 행 남성 2~40P 분리형 PCB 보드 핀 헤더 커넥터 스트립 핀헤더 2*2/3/4/6/8/10/12/15/20/40P Arduino용
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-옵션: 2x25p
4-5. 10PCS 2X3/4/5/6/7/8/10/20/40 핀 이중 행 직각 암 핀 헤더 2.54MM 피치 스트립 커넥터 소켓
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- 옵션: 10PCS 2x5
4-6. 20PCS 2.54mm 단일 행 단일 핀 곡선 핀 헤더 커넥터 이중 행 핀 헤더 2P/3P/4P/5P/6P/8P/10P 스트립 곡선 바늘
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- 옵션: 2x40P 20PCS
4-7. 100W USB Type-C 케이블 전화 고속 충전 케이블 삼성 Xiaomi Redmi Oneplus Realme Type C 대 Type C 전화 충전기 데이터 케이블
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- 옵션: 1Pcs USB To C Cable, 1m
4-8. 50pcs M2/M2.5/M3/M4 * L + 6mm 스레드 검정/흰색 간격 나사 플라스틱 PCB 마더 보드 고정 나일론 스탠드 오프 스페이서 기둥
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- 옵션: M3x18mm(M)
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-옵션: M3x5mm(F)
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5. PSCE-TESTER(MyChip Test Socket Board) 부품 목록
5-1. SOP8/SOP14/SOP16/SOP20/SOP28/TSSOP8/TSSOP16/TSSOP20/ TSSOP28-DIP 프로그래머 어댑터 소켓 150MIL 208MIL 300MIL 173MIL DIP8 28
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- 옵션: SOP28(300MIL)
5-2. 단일 행 핀 암 헤더 소켓 피치 2.54mm, 1*2p, 3p, 4p, 5p, 6p, 7p, 8p, 9p, 10p, 12p, 14p, 16p, 18p, 20, 10 개 p 22p 40p 핀 커넥터
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-옵션: 10pcs 1x40pin
-옵션: 10pcs 1x14pin
5-3. 50pcs M2/M2.5/M3/M4 * L + 6mm 스레드 검정/흰색 간격 나사 플라스틱 PCB 마더 보드 고정 나일론 스탠드 오프 스페이서 기둥
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- 옵션: M3x18mm(M)
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-옵션: M3x5mm(F)
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추가. D2-7 스마트 자동차 프로젝트 키트 라인 다음 로봇 지능형 추적 자동차 키트 용접 DIY 전자 부품
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"내 칩" 설계 에뮬레이션 검증 킷 조립과 시험 (측정기 편) [링크]
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