반도체 설계 독학으로 시작하기 1탄(verilog, GTKwave, VS Code 환경 설정)

본인의 경우 전기, 전자, 정보, 통신 등 다양한 지식을 함양하고 있으나, 딱히 한 학문에 대한 깊이 있는 지식을 갖추고 있지는 않다. 이번 게시글을 시작으로 독학으로 반도체 설계를 시작해 보고자 한다. 해당 분야에 대한 지식은 전혀 없어 차근차근 진행할 예정이다. 첫 목표는 상용 FPGA 보드에 원하는 설계를 시작으로 RISC-V 구현, 그리고 ASIC까지 진행하는 것을 목표로 한다. 이번 첫 게시글은 작업환경부터 시작한다.

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1. Verilog 코드 작성과 시뮬레이션 도구

반도체 설계를 위한 첫걸음은 Verilog로 설계를 작성하고 시뮬레이션을 통해 검증 것이다.

가.  Icarus Verilog (Verilog 컴파일러)

설명: Verilog 코드를 작성하고 시뮬레이션할 수 있는 무료도구이다.

다운로드 링크: Icarus Verilog

위 링크에서 최신 설치 파일을 다운로드.

설치 후, 명령 프롬프트에서 iverilog 명령어가 동작하는지 확인.(명령 프롬프트에서 iverilog 명령어 미동작 할 경우 하단 3번 환경 설정 확인)

나.  GTKWave (파형 뷰어)

설명: Icarus Verilog로 생성된 시뮬레이션 결과를 파형으로 확인할 수 있다.

다운로드 링크: GTKWave

-> GTKWave는 설치할 필요가 없다. 상기 Icarus Verilog의 링크로 설치할 경우, 함께 설치된다.

설치 가이드:

Icarus Verilog 설치 후 바로 이어서 다운로드.

Verilog 시뮬레이션에서 생성된 .vcd 파일을 열어 파형을 분석하는 용도

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2. Verilog 코드 작성 도구

가. Visual Studio Code

VS Code 코드 편집기를 사용하면 Verilog 코드를 작성, 관리에 용이

다운로드 링크: Visual Studio Code

Visual Studio Code  다운로드 후 설치.

Verilog 관련 플러그인 설치

VS Code 열기 → 확장(Extensions) 탭 열기 → 'Verilog-HDL/SystemVerilog' 검색 → 설치.

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3. 환경 변수 설정 확인

설치가 완료되면, C:\iverilog\bin과 C:\iverilog\gtkwave\bin 경로가 시스템의 **환경 변수(Path)**에 추가되었는지 확인합니다. 만약 추가되어 있지 않다면, 수동으로 추가해 주셔야 합니다.

 

가. Icarus Verilog 환경 변수 확인 및 설정 (Windows 기준)

1. Icarus Verilog를 설치한 폴더를 찾는다. 기본적으로 설치 경로는 C:\iverilog\bin 이다. 해당 폴더에 iverilog.exe와 vvp.exe 파일이 있는지 확인
2. 환경 변수 설정 열기: 작업 표시줄 검색창에 "환경 변수"를 입력하고, 시스템 환경 변수 편집을 클릭한다. "고급" 탭에서 환경 변수 버튼을 클릭.
3. Path 변수 수정: 사용자 변수 또는 시스템 변수에서 Path를 찾아 선택한 후 편집 버튼을 클릭. 새로 추가 버튼을 눌러 Icarus Verilog의 bin 디렉토리 경로를 입력한다. C:\iverilog\bin
4. 입력을 완료했으면 "확인"을 눌러 모든 창을 닫기.
5. 명령 프롬프트를 다시 열고, iverilog -v를 입력합니다.
6. 설치된 Icarus Verilog의 버전 정보가 출력되면 성공적으로 설정된 것입니다.

나. GTKWave 환경 변수 확인 및 설정 (Windows 기준)

1. GTKWave를 명령 프롬프트에서 실행하려면, 설치 경로를 환경 변수에 추가해야 한다.
2. 환경 변수 편집 열기
3. Windows 검색창에서 "환경 변수"를 입력하고 시스템 환경 변수 편집을 클릭한다.
4. "고급" 탭에서 환경 변수 버튼을 클릭한다.
5. Path 변수 편집
6. 사용자 변수 또는 시스템 변수에서 Path를 선택하고 편집 버튼을 클릭한다.
7. 새로 만들기를 클릭하고, GTKWave의 설치 경로를 추가한다.
8. C:\iverilog\gtkwave\bin