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경북대학교 IT대학 전자공학부NEWS

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제 목 박대진 교수 연구팀, AI 전용 S/W-M/W-H/W Full Stack 내장형 AI 반도체 ‘Tile-SoC (Software-on-Chip)’ 자체 개발
작성자 관리자 작성일 2024-05-16 조회수 739
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경북대학교 전자공학부 박대진 교수 연구팀이 설계한 ‘Tile-SoC’는 자체 설계한 프로세서 ISA를 사용하는 MCU 칩과 CNN 가속기 칩 2종으로 구성된다. ‘Tile-SoC’는 소프트웨어를 칩에 내장하기 위해 한정된 크기의 온-칩 플래시를 사용하는 대신, AI 소프트웨어에 특화된 캐시 엔진이 오프-칩 코드를 런타임에 온-칩 RAM으로 불러오도록 새로운 컨셉의 메모리 구조를 설계하여 동일 성능 대비 메모리 비용을 크게 줄일 수 있다. 

특히, 타겟 AI 연산에서 요구하는 사양에 따라 추가적인 연산 자원이 필요한 경우, MCU에서 수행하는 AI 소프트웨어 코드의 수정 없이 scalable하게 CNN 가속기 확장이 가능하도록 하여, 낭비되는 자원 없이 손쉽게 타겟 AI 연산에 최적인 비용 대비 성능을 얻을 수 있다.

연구팀은 ‘Tile-SoC’ 개발을 위해 AI 반도체의 소프트웨어-하드웨어 풀-스택 개발을 수행하였으며, 이론적인 회로 모델링 수준 아닌 대학교 연구실 수준에서 진행하기 어려운 AI소프트웨어부터 내장형 펌웨어, 그리고 그것을 구동하는 고집적 내장형 하드웨어까지 하나의 실리콘 칩에 집적하는 시스템-온-칩 개발을 실현하였다. 이번에 제작된 칩은 CMOS 공정을 활용하여 ‘Tile-SoC’ 칩 제작까지의 전과정에 해당하는 회로설계, 시뮬레이션, 합성, 타이밍검증, Post시뮬레이션, Floorplan, P&R, Package까지 front-end 부터 back-end 전체 과정을 외부 도움없이 100% 자체적으로 수행하였으며 이 과정을 모두 수행할 수 있는 칩설계 전문가를 양성하는 연구/개뱔/교육 플랫폼을 구축하였다.

연구를 주도한 박대진 교수는 “본 연구실이 대학 수준을 넘어서 내장형 소프트웨어를 탑재하는 시스템-온-칩 설계를 위해 풀-스택 소양을 갖추고 칩 설계의 모든 과정을 경험해보는 전문적인 설계 인력 양성에 기여할 계획”이라고 본 연구의 의의를 밝혔다.


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