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1. Repl.it

 

repl.it.png

 

Repl.it는 제가 자주 사용하는 클라우드 개발 환경입니다. 매우 느려터진, 초기 가입이 까다로운 한국의 구름과는 달리 가입도 매우 간편하고, 클릭 몇 번 만으로 다양한 언어별 Repl을 만들어 코드를 작성하고 실행 결과를 확인할 수 있습니다. 컴퓨터를 들고 나오지 않았는데 코딩을 해야 하는 상황이 있는 경우 매우 추천합니다. 코드를 작성하는 곳과 더불어 Ubuntu 쉘을 사용할 수 있습니다. 물론 개발 환경 구축이 어려운 태블릿 컴퓨팅 환경에서도 사용할 수 있습니다.

 

2. Xilinx ISE (Integrated Synthesis Environment)

 

Xilinx ISE 는 반도체 설계 단계 중 RTL (Register Transfer Level) 설계 단계에서 주로 사용하게 되는 툴입니다. RTL 이란 MUX, ALU, FSM 등 논리 게이트를 이용해 구체적인 하드웨어 모델을 반도체 공정과는 독립적인 단계로 설계하는 단계인데요, 쉽게 생각하면 여러분들이 사용하시는 전자제품의 동작을 정의하는 단계라고 생각하시면 됩니다. 이러한 단계에서는 VHDL 혹은 Verilog 라는 프로그래밍 언어를 이용해 코딩을 하고, 이를 C/C++과 같이 컴파일 하는 것이 아니라 Synthesis의 단계를 거쳐 netlist라는 논리 게이트의 조합으로 구현이 됩니다. 이를 바로 올려서 확인할 수 있는 FPGA를 통해 확인하거나, 파운드리 반도체 공장에 디자인을 맡겨 찍어내는 ASIC 방식을 이용해 최종적으로 구현하게 되죠. 로봇 제어에 관심이 있으신 분들은 FPGA (Field Programmable Gate Array) 에 대해 들어보셨을 수 있는데, 이 FPGA를 다루기 위해 주로 사용하는 프로그램이라고 생각하시면 됩니다.

 

xilinx ise.PNG

Xilinx ISE의 실행 화면은 위와 같구요, 우측에 보이는 코드는 VHDL 코드인데, 나름 객체지향 언어입니다! 다른 프로그래밍 언어에서 주로 사용하는 변수 대신에 signal을 이용하는데, 하드웨어 설계 시, '어떻게 작동할 지'를 생각하는 알고리즘 디자인과는 별도로 회로에서 이 signal들이 어떻게 서로 상호작용 하는지에 대해서도 미리 계산이 필요합니다. signal이 꼬이면 화재가 날 수도 있어요! 

 

xilinx ise 파형.png

위 사진은 4-bit의 매우 작은 ram을 설계한 건데요, signal들이 어떻게 처리되는지를 출력한 캡쳐 사진입니다.

 

3. MATLAB

 

매틀랩은 공학용 계산 도구인데요, 데이터의 기본 단위가 C/C++에서와 같이 스칼라형이 아니라 벡터 단위여서, 행렬 연산을 할 때 매우 편리합니다. (1xM, Nx1의 형태 행렬을 벡터라고 하죠.) 공학용 계산 및 계산 결과를 그래프로 쉽게 plot 할 수 있다는 장점이 있습니다. (파이썬의 matplotlib와 유사합니다..) 매틀랩의 실행 화면은 다음과 같구요, matlab.png

 

이러한 코드를 실행하면 다음과 같이 plot의 결과를 확인할 수 있습니다.

matlab 실행.png

 

 

최근 다양한 신호 처리를 하느라 매틀랩을 자주 활용하고 있어서, 나만의 툴에 포함시켜 보았습니다.

 

가입이 매우 쉽고 초기 환경 설정이 매우 간편한 클라우드 개발 환경인 Repl.it (  repl.it를 주소창에 치시면 됩니다), 논리설계 도구인 Xilinx ISE, 신호 처리 등 다양한 공학적 문제 해결에 도움을 줄 수 있는 MATLAB에 대해 소개해 보았습니다. 궁금한 점이 있으면 언제든 물어보세요 !

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