RISC-V 반도체 칩 설계 플랫폼 개발

국내 연구진이 시스템반도체를 쉽고 빠르게 개발할 수 있는 반도체 설계기술을 개발했다.

이에 따라 국내 중소 팹리스 업체들이 신속하게 경쟁력 있는 제품을 개발하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 리스크파이브(RISC-V) 기반 반도체 칩을 쉽고 빠르게 설계할 수 있는 플랫폼, 리스크파이브 익스프레스(RISC-V eXpress, RVX)를 개발했다고 밝혔다.

스마트폰, IoT/웨어러블 기기 등 최첨단 기술이 집약된 다양한 분야에서 반도체가 매우 폭넓게 활용되고 있다. 반도체 칩에서 두뇌 역할을 하는 것이 프로세서, 즉 CPU다.

현재 IoT/웨어러블 반도체 칩의 약 90%는 ARM사의 CPU를 사용하고 있다. ARM사의 CPU를 사용하면, 설계 수정이 거의 불가능하고 로열티 부담이 있어 RISC-V 기반 칩이 CPU 제조·설계업체들의 주목을 받고 있다.

RISC-V는 시스템반도체 설계에 필수적인 CPU 구조와 설계 자산(IP) 등이 오픈소스로 공개되어있다. 사용자가 라이선스 비용 없이 자유롭게 구조 변경 및 설계가 가능해 자체적으로 반도체 칩을 개발, 판매할 수 있다.

그러나 프로세서 개발 노하우가 충분하지 않은 중소 팹리스 업체나 스타트업 등의 경우, 오픈소스 검증, 설계 플랫폼 구축, 긴 개발기간 등 높은 진입장벽으로 여전히 칩 개발에 어려움을 겪고 있다.

이에 ETRI가 자동으로 RISC-V 반도체 칩을 설계해주는 플랫폼을 개발했다. 목표 성능에 적합한 IP를 선택한 후, 설계 버튼을 누르는 것만으로 손쉽게 반도체 설계를 할 수 있다.

연구진에 따르면, 이 플랫폼은 온도역전현상을 이용해 전력 소모를 약 35%까지 절감할 수 있다. 실제로 RVX 플랫폼을 통해 개발한 칩은 0.7V 전압으로 동작하는 IoT 어플리케이션을 0.48V 전압만으로 구동할 수 있다.

또한 이 플랫폼에는 초저전력 기술 외에도 다양한 IP와 네트워크 기술, 사용자 인터페이스 등을 모두 통합해 사용자의 목적에 맞는 시스템반도체를 자동 설계 가능토록 했다.

향후 연구진은 장비 국산화를 위한 반도체 설계기술 고도화 및 인체통신·인공지능 가속기 등을 결합해 지능형 엣지 반도체 생태계를 강화하기 위한 후속 연구를 진행한다는 계획이다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 ETRI연구개발지원사업 ‘경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발’ 과제의 일환으로 수행됐다.