전자 설계 자동화(EDA)란?

전자 설계 자동화(EDA)는 집적 회로 및 인쇄 회로 기판과 같은 전자 시스템을 설계하는 데 사용되는 도구의 범주를 의미합니다. 이러한 툴은 개념화 및 설계 사양부터 레이아웃 및 검증에 이르기까지 엔지니어가 전체 설계 프로세스를 지원할 수 있도록 지원합니다. EDA는 현대적인 전자 시스템의 복잡성을 관리하는 데 매우 중요한 역할을 하며, 불가능하지는 않지만 수동으로 생성할 수 있는 컴퓨터 칩 회로의 설계를 가능하게 합니다.

EDA가 중요한 이유는 무엇일까요?

EDA는 반도체 설계에서 매우 중요한 역할을 하며 다음을 지원합니다.

복잡성 감소

현대적인 전자 시스템, 특히 집적 회로와 인쇄 회로 기판은 매우 복잡합니다. EDA 툴을 사용하면 엔지니어가 이러한 복잡성을 관리할 수 있어 수동으로는 생성할 수 없는 고급 시스템의 설계 및 제조가 가능합니다.

시간 및 비용 효율성

EDA는 전자 시스템을 설계하고 검증하는 데 필요한 시간을 크게 줄여줍니다. 많은 설계 단계를 자동화하면 실제 프로토타입 및 반복적인 설계 반복의 필요성을 최소화하여 출시 시간을 단축하고 전체 비용을 절감할 수 있습니다.

정확성 및 안정성

EDA 툴은 설계 프로세스 초기에 오류를 감지하고 수정하여 최종 제품이 필요한 사양 및 성능 표준을 충족하도록 합니다.

최적화

EDA 도구는 성능, 전력 소비 및 영역과 같은 다양한 매개변수에 대한 설계를 최적화하는 데 도움이 됩니다. 이러한 최적화는 모바일 컴퓨팅, 자동차 전자제품 및 고성능 컴퓨팅과 같은 분야에서 최신 전자 기기의 엄격한 요구 사항을 충족하는 데 매우 중요합니다.

검증 및 테스트

설계가 올바르게 작동하는지 확인하는 것은 설계 프로세스의 중요한 부분입니다. EDA 툴은 강력한 시뮬레이션, 검증 및 테스트 기능을 제공하여 설계자가 제조 전에 기능, 타이밍 및 전력 소비를 확인할 수 있도록 합니다. 따라서 비용이 많이 드는 제조 후 오류의 위험이 줄어듭니다.

혁신 및 확장성

EDA 툴은 설계자들이 새로운 아키텍처와 기술을 실험할 수 있도록 하여 혁신을 가능하게 합니다. 또한 설계 확장성을 지원하므로 기술이 발전함에 따라 더 크고 복잡한 시스템을 보다 쉽게 만들 수 있습니다.

표준화 및 재사용

EDA는 표준화된 설계 관행과 재사용 가능한 설계 구성 요소의 사용을 용이하게 합니다. 이를 통해 다양한 프로젝트와 팀에서 효율성과 일관성을 향상시켜 생산성과 품질 관리를 향상시킵니다.

업계 요구사항

자동차, 항공우주 및 가전제품과 같은 산업은 EDA 도구에 크게 의존하여 특정 설계 및 제조 요구사항을 충족합니다. EDA 툴은 기업이 설계 규칙을 시행하고, 사양 준수를 확인하며, 전자 시스템의 정확성과 신뢰성을 보장함으로써 업계 표준과 규정을 준수하도록 지원합니다. 또한 이러한 툴은 신호 무결성, 전자기 간섭 및 열 성능에 대한 표준에 따라 검증 프로세스를 자동화하여 규정 미준수 위험을 줄이고 인증 프로세스를 촉진합니다.

EDA 도구 유형

EDA는 시뮬레이션, 검증 및 설계의 세 가지 주요 카테고리로 분류되는 다양한 툴을 통해 작동합니다.

시뮬레이션 툴은 물리적 프로토타입을 제작하기 전에 기능과 성능을 검증하기 위해 전자 설계의 동작을 시뮬레이션합니다.

시뮬레이션 툴 유형은 다음과 같습니다.

• 설계의 논리적 정확성을 테스트하는 기능 시뮬레이션
• 설계가 타이밍 제약 및 성능 요구사항을 충족하는지 확인하는 타이밍 시뮬레이션
• 아날로그 회로를 시뮬레이션하여 시간이 지남에 따라 동작을 검증하는 아날로그 시뮬레이션

검증 도구는 설계가 다양한 방법을 통해 모든 사양과 제약 조건을 충족하는지 확인합니다.

검증 툴 유형은 다음과 같습니다.

• 공식 검증은 설계의 정확성을 수학적으로 입증합니다.
• 정적 타이밍 분석은 동작을 시뮬레이션하지 않고 타이밍 위반에 대한 설계를 확인합니다.
• 전력 분석은 설계의 전력 소비를 평가하여 전력 예산을 충족하는지 확인합니다.
   

마지막으로, 설계 툴은 구성 요소 배치 및 연결 라우팅을 자동화하여 성능, 영역 및 전력 소비를 최적화하는 동시에 설계 규칙을 준수합니다.

설계 도구 유형은 다음과 같습니다.

• 설계자가 테스트 기능을 설계에 통합함으로써, 제조된 하드웨어의 결함을 쉽게 테스트하고 진단할 수 있도록 지원하는 테스트용 설계 툴입니다.
• 아날로그/혼합 신호 설계 툴은 아날로그 및 혼합 신호 회로의 설계 및 시뮬레이션에 맞게 설계되었습니다.
• 설계자가 더 높은 추상화 수준에서 작업하고, 전체 시스템을 모델링 및 시뮬레이션하여 세부 설계가 시작되기 전에 성능과 상호 작용을 평가할 수 있는 시스템 수준 설계 툴입니다.

EDA 제품은 일반적으로 소프트웨어이지만, 하드웨어는 기업이 매우 높은 성능을 필요로 할 때 일반적으로 사용됩니다.

EDA 트렌드 및 도전과제

EDA 툴은 데이터의 원활한 작동을 위해 데이터에 의존하며, 다른 모든 데이터 관련 툴과 마찬가지로 EDA 툴은 항상 발생하는 데이터의 양과 다양성에 대한 도전과제에 직면하는 경우가 많습니다.

그런 다음 이러한 도전과제를 EDA 제조업체와 벤더에게 다음과 같은 형태로 이전합니다.

• 구축 및 회귀 시간이 너무 오래 걸리기 때문에 시장 출시 시간이 느림 
• IT 팀의 리소스 제약으로 인한 관리 복잡성 및 생산성 저하
• EDA 워크로드를 위한 용량이 없는 레거시 스토리지에서 여전히 실행되는 애플리케이션 인프라로 인한 비용 증가

이러한 도전과제는 EDA의 측면을 변화시키고 있으며, EDA 제조업체와 벤더는 이를 통해 EDA의 업무 방식을 재고하고 있습니다.

또한 특정 트렌드를 고려해야 합니다.

AI 및 EDA 

현재 EDA의 가장 큰 트렌드는 AI의 통합으로, 다른 도전과제로 이어지고 있습니다.

AI 증강 전자 설계 자동화(EDA) 워크플로우는 설계 검증 시 가변적인 스토리지 성능을 요구합니다. 과도한 스토리지 부담은 개발 프로세스를 방해하는 지연으로 이어질 수 있습니다. 또한, AI 운영 및 집중적인 GPU 사용은 데이터센터의 설치 공간 및 전력 소비를 증가시켜 랙 공간 초과 및 서비스 중단 위험으로 인한 비용을 증가시킵니다. 기존 데이터센터 인프라는 현대적인 AI 기반 애플리케이션에 필요한 동적 워크로드를 지원하기 위해 애쓰고 있습니다.

이러한 모든 측면에서, IT 부서는 이제 인프라가 오버프로비저닝되어 더 높은 확장성을 달성함에 따라 더 많은 비용을 지출하고 있습니다. 이제 Sub-10nm 칩 설계가 표준이지만, 이 프로세스는 워크플로우의 여러 단계에서 방대한 양의 파일을 생성합니다. 이러한 파일에는 고성능 및 대용량 데이터 스토리지가 필요합니다. 또한, 검증 및 시뮬레이션 작업 완료 시간은 예측 불가능해졌으며, 설계 복잡성은 증가하고 설계 워크로드는 하이브리드 클라우드 환경에서 실행됩니다.

이 모든 것은 EDA 기업들이 데이터를 저장하고 관리하는 방법을 확인하는 새로운 방법을 필요로 하는 완벽한 폭풍을 만드는 것입니다.

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퓨어스토리지와 EDA

Silicon Labs와 같은 기업들은 퓨어스토리지를 다음과 같은 이유로 사용합니다. 퓨어스토리지는 위에서 언급한 EDA 문제를 잘 알고 있습니다. 퓨어스토리지 ® FlashBlade//S™는 더 많은 반도체 설계 프로젝트를 병렬로 실행하여 EDA 구축, 회귀 및 테이프 아웃 주기를 가속화합니다.

플래시블레이드(FlashBlade) 모듈식 아키텍처를 사용하면 랙 공간당 최대의 성능으로 스토리지 또는 컴퓨팅을 필요에 따라 독립적으로 추가할 수 있어 확장성이 향상되고 오버프로비저닝이 필요하지 않습니다.

플래시블레이드(FlashBlade)®를 사용하면 작업 완료 시간을 절반으로 단축하여 더 많은 프로젝트를 실행하고 소프트웨어 툴 라이선스의 가치를 극대화하여 총 비용을 절감하고 출시 시간을 단축할 수 있습니다.

퓨어스토리지가 칩 설계 및 납품을 가속화하고 EDA 비용을 최소화하는 데 어떻게 도움이 되는지 자세히 알아보세요.