"내 칩" 설계 에뮬레이션 검증 킷: 조립과 시험(칩 테스터 편)

"내 칩" 설계 에뮬레이션 검증 킷: 조립과 시험(칩 테스터 편)

"내 책상 위에서 내 칩 설계(MyChip-on-MyDesk)"

- "내 칩" 설계 에뮬레이션 검증 킷: 자재 목록 [링크]
- "내 칩" 설계 에뮬레이션 검증 킷: 조립과 시험 (측정기 편) [링크]
- "내 칩" 설계 에뮬레이션 검증 킷: 조립과 시험 (에뮬레이터 편) [링크]

목차:

1. "내 칩"의 완성
2. PSCE-TESTER 회로도와 부품
3. PSCE-TESTER 보드 조립
    3-1. ......
    3-2. ......
    3-3. ...... 보드 결합
4. PSCE-MI/TRANS/TESTER 동작 시험
    4-1. WSL 리눅스에서 윈도우즈 USB 장치 사용
    4-2. 예제 "FIR_PE" 에뮬레이션 실행

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1. "내 칩"의 완성

"내 칩 제작 서비스[링크]"는 ETRI 반도체 실험실의 0.5um Si-CMOS 공정을 활용한 MPW 파운드리 서비스다. 칩 공정은 물론 패키지까지 무료로 제공한다. MPW는 연 4회에 걸쳐 진행된다. 각고의 노력 끝에 설계한 "내 칩"을 몇개월에 걸친 기다림 끝에 마침내 내 손에 받아들었다. 그냥 들여다 보자고 공을 들인 것이 아니다. 내가 설계한 IC 부품을 내 책상 위에서 내 손으로 테스트 해보자. 설계한 의도대로 작동 하는지 봐야 비로서 "내 칩"이라고 드러내 말할 수 있다. 

2026년 MPW 일정

<그림>

2. PSCE-TESTER 회로도와 부품

<회로도>

3. PSCE-TESTER 보드 조립

3-1. 2열 40핀 직각 헤더 핀, 2열 5핀 직각 헤더 소켓 (3개)

- 우측의 2열 40핀 직각 헤더 소켓은 PSCE-TRANS에 연결

<그림>

3-2. 2열 24핀 헤더 소켓(2개)

- SOP28 패키지 테스트 소켓

<그림>

3-3. 테스트 소켓 결합

<그림>

4. "내 칩"동작 시험

디자인 킷에 준비된 예제를 실행 하여 "내 칩" 터스터의 조립을 점검한다. 테스트 대상 칩은 "내 칩 제작 서비스"의 MPW를 통해 제작된 "내 칩" 샘플이다. 아래에 설명하는 절차는 윈도우즈 WSL에 우분투 리눅스 24.04를 기준으로 한다. 아울러 오픈-소스 설계 도구와 알테라 FPGA용 쿼터스가 설치된 경우다.

4-1. 모델링 인터페이스 펌웨어 빌드

테스트벤치와 모델링 인터페이스는 FPGA에뮬레이션과 동일하다.

$ make build-mi

4-2. "내 칩" 트랜잭터 빌드

DUT가 "내 칩"으로 제작 되었으므로 FPGA에는 트랜잭터 만 들어간다.

$ make build-tester

4-3. 모델링 인터페이스 펌웨어 업로드

a. 피코 보드에 응용 프로그램(에뮬레이션 인터페이스)을 적재하려면 외장 드라이브로 인식 되어야 한다.

응용 프로그램이 적재되지 않았을 경우(공장 출하 상태) 운영체제는 피코 보드를 외장 드라이브로 인식한다. 운영체제의 파일 탐색기에서 "RPI-RP2" 드라이브가 보이지 않을 경우 피코 보드의 boot(피코의 흰색 버튼)와 동시에 MI 보드의 리셋(적색 버튼)을 누른다.

b. 펌웨어가 적재된 피코보드는 자동으로 리부트된 후 시리얼 포트로 인식된다.

usbipd list 로 확인 후 WSL 리눅스에 연결,

usbipd attach....

c. 리눅스에서 확인 후 업로드

$ make upload-mi

4-4. "내 칩" 테스트 트랜잭터 구성

JTAG 다운로드 케이블이 인식 되었는지 확인 후 칩 테스트 용 트랜잭터를 FPGA에 구성,

$ lsusb

$ make config-trans

4-5. "내 칩" 테스트 에뮬레이션 실행

에뮬레이션 테스트벤치 실행,

$ make co-emu