-미래 디지털 기기의 기술 개발에, HDL을 활용한 디지털 IC, Microprocessor, 및 FPGA 디자인 관련 연구는 매우 중요-
과거 컴퓨터와 일부 시스템들의 제어 장치에서 제한적으로 사용되던 디지털 기기들이 오늘날에는 우리의 일상생활 전반에 걸쳐 깊숙이 파고들고 있다. 이러한 디지털 정보 기기들이 점차 소형과, 경량화, 저가격화, 고성능화, 기능 통합화 등의 방향으로 발전해 감에 따라, 시스템 온 칩(System-On-Chip) 기술과 각종 임베디드 시스템(Embedded System)이 결합되고 있으며, 유비쿼터스 컴퓨팅(Ubiquitous Computing) 환경의 도래와 더불어, 유무선의 각종 디지털 기기들은 사용자가 심지어 인지하지 못하는 범위에까지 상호 작용을 주고받을 것으로 예상된다. 따라서 이러한 기술개발에 필요한 HDL을 활용한 디지털 IC, Microprocessor, 및 FPGA 디자인 관련 연구는 매우 중요하다.

-디지털 시스템 설계의 핵심 방법론이라 할 수 있는 하드웨어 기술 언어(HDL, Hardware Description Language)를 활용한 설계 방법에 대해 서술-
디지털 정보 기기들이 점차 소형과, 고성능화되어 감에 따라, 많은 기능들이 작은 사이즈의 칩 내부에 대규모로 집적되게 되고, 이로 인해 기존의 단순히 회로를 시각적으로 묘사해 가는 방식으로서의 설계로는 한계를 가질 수밖에 없다. 이를 위해 소프트웨어 개발에 있어서의 프로그래밍 원리와 마찬가지로 하드웨어의 설계에 있어서도 보다 더 복잡한 논리를 인간의 관점에서 보다 더 쉽게 표현하도록 하는 프로그래밍 방법이 점차 활용되고 있다. 이 책은 디지털 시스템 설계의 핵심 방법론이라 할 수 있는 하드웨어 기술 언어(HDL, Hardware Description Language)를 활용한 설계 방법을 이야기하고 있다. 특히, HDL에 대한 문법적 설명을 다루는 책들은 이미 다양하게 출판되어 있다. 하지만 하드웨어의 특성을 고려하여 합성의 관점에서 보다 더 효율적인 프로그래밍 방법론을 소개한 도서는 찾기 어려운 실정이다. 이 책은 소프트웨어 언어와 대비되는 하드웨어 언어의 프로그래밍 방법에 대한 기본 개념 정립하고 있으며, 하드웨어에 대한 여러 가지 설계 방법론을 체계적으로 설명하였다.

-HDL을 활용하여 FPGA 혹은 CPLD 그리고 더 나아가 ASIC 설계에까지 활용하고자 하는 사용자들을 대상으로 이를 위한 기본 정보를 제공하는 개론서-
HDL을 활용하여 FPGA 혹은 CPLD 그리고 더 나아가 ASIC 설계에까지 활용하기 위한 개론서이다. 1장에서는 현재 사용되고 있는 각종 디지털 회로의 설계 방법론에 대해 전반적인 사항들을 설명하고 있으며, 2장에서는HDL의 활용에 대해 소개하였다. 특히 대표적인 HDL이라 할 수 있는 VHDL과 Verilog HDL에 대해 함께 소개하여 두 언어의 차이를 비교할 수 있도록 하였다. 3장에서는 기본적인 디지털 회로, 즉 CPU 및 레지스터와 같은 기본 메모리 소자 등이 어떻게 HDL로 묘사될 수 있는가를 실제 예제 코드와 함께 설명하였다. 4장에서는 실습 과정으로 사용될 수 있는 문제들을 소개하였다. 이 책을 통해 디지털 시스템의 각종 설계 방법과 HDL의 기본 철학, 그리고 하드웨어 프로그래밍이 가지는 소프트웨어 프로그래밍과의 차이 등을 이해할 수 있을 것이다.

제 1 장 집적 회로 설계 방법
1.1 디지털 회로의 구현 방법
1.2 주문형 반도체 설계
1.3 하드웨어 기술언어, HDL
1.4 독특한 사고방식의 하드웨어 기술언어, HDL

제 2 장 하드웨어 기술언어
2.1 하드웨어 기술 언어 HDL의 세계
2.2 하드웨어 기술 언어 VHDL
2.3 하드웨어 기술 언어 Verilog

제 3 장 디지털 회로 모델링
3.1 조합회로 모델링
3.2 순차회로 모델링
3.3 스테이트 머신을 이용한 모델링

제 4 장 합성 효율적 Verilog 프로그래밍 실습
Laboratory 1 : 조합 회로와 그 응용 1
Laboratory 2 : 조합 회로와 그 응용 2
Laboratory 3 : 순차 회로와 그 응용 1
Laboratory 4 : 순차 회로와 그 응용 2

“ 과거 컴퓨터 및 일부 시스템의 제어 장치에서 국한적으로 사용되던 디지털기기들이 오늘날에는 우리의 일상 생활 전반에 걸쳐 깊숙이 파고들고 있다. 아울러 불과 수년 전까지만 해도 일부 관심 있는 계층의 사람들에게서만 전용되던 각종 디지털 모바일 단말 기기들이 현재에는 거의 모든 계층의 사람들에게 생활의 필수품 내지는 흥미의 도구로까지 사용되고 있다. 향후, 이러한 디지털 정보 기기들이 점차 소형화, 경량화, 저가격화, 고성능화, 기능 통합화 등의 방향으로 발전해 감에 따라, 시스템 온칩System-On-Chip 기술과 각종 임베디드 시스템Embedded System 과의 결합, 그리고 유비쿼터스 컴퓨팅Ubiquitous Computing 환경의 도래와 더불어, 유무선의 각종 디지털 기기들은 우리들의 일상 생활에 더욱 깊숙이 파고들어 사용자가 심지어 인지하지 못하는 범위에까지 상호 작용을 주고 받을 것이라 예상된다.”

“ 한편, 이러한 디지털 정보 기기들이 점차 소형화, 고기능화되어 감에 따라, 많은 기능들이 작은 사이즈의 칩 내부에 대규모로 집적되게 되고, 이로 인해 기존의 디지털 시스템 설계 방법, 가령 단순히 회로를 시각적으로 묘사해 가는 방식으로서의 설계로는 한계를 가질 수밖에 없다. 이를 위해 소프트웨어 개발에 있어서의 프로그래밍 원리와 마찬가지로 하드웨어의 설계에 있어서도 보다 더 복잡한 논리를 인간의 관점에서 보다 더 쉽게 표현하도록 하는 프로그래밍 방법이 점차 활용되고 있다.”

곽종욱

경북대학교 컴퓨터공학과에서 학사 과정을 마친 후 서울대학교 대학원 컴퓨터공학과에서 석사, 동 대학원 전기 컴퓨터공학부에서 박사학위를 취득하였다. 이화여자대학교와 수원대학교에서 강사로 재직하였으며, 2006년 3월부터 삼성전자 SOC 연구소 책임연구원으로 근무하였다. 현재 영남대학교 전자정보공학부 전임교수로 재직 중이다. 주요 연구 관심 분야는 컴퓨터 구조, 임베디드 시스템 및 고성능 컴퓨팅 등이며, 관련 분야의 논문 및 특허가 다수 있다. 저서로는 Verilog HDL 합성, 디지털 논리회로 설계 등이 있다.