Vivado

<colbgcolor=#000000><colcolor=#ffffff> Vivado Design Suite
개발	AMD
분류	통합 개발 환경
운영 체제	Microsoft Windows | Linux
최신 버전	2025.2
링크	#

1. 개요

2. 상세

2.1. 에디션

• Standard Edition: 무료 버전이다. 다만 Alveo/Kria 완제품을 제외한 대부분의 고성능 FPGA는 지원하지 않는다.
• Enterprise Edition: 모든 Xilinx/AMD FPGA 디바이스를 지원한다. 라이선스 비용이 매우 비싸며(수백만 원~수천만 원 호가), 주로 기업이나 연구소에서 사용한다.

2.2. 주요 기능

• IP Catalog: FPGA 설계에 필요한 각종 IP(Intellectual Property) Core를 검색하고 설정하여 프로젝트에 추가하는 라이브러리 도구.

- FIFO, BRAM 제어기, DDR 컨트롤러, PCIe 인터페이스 등 복잡한 기능을 검증된 모듈 형태로 제공한다.
• IP Integrator: 블록 다이어그램 GUI에서 IP들을 드래그 앤 드롭으로 연결하여 시스템을 설계하는 도구이다.
• Vivado Simulator (xsim): Vivado에 내장된 기본 시뮬레이터이다.

- Behavioral Simulation: 합성 전 RTL 코드의 논리적 동작을 testbench 코드로 검증한다. 시뮬레이션 속도가 가장 빠르다.
- Post-Synthesis Simulation: Synthesis 이후 생성된 net list의 동작을 검증하는 단계이다.
- Post-Implementation Simulation: FPGA 칩의 전기적인 특성 정보를 사용하여 실제 칩 상에서의 동작을 검증하는 단계이다. 속도는 느리지만 실제 칩에서의 동작과 가장 유사하다.
• Constraints (XDC): 설계한 회로의 물리적, 전기적 제약 사항을 정의하는 파일이다. 확장자는 '.xdc'를 사용한다.

- 기존 ISE의 UCF 포맷을 버리고, 업계 표준인 SDC(Synopsys Design Constraints) 기반의 문법을 채택하여 타사 툴과의 호환성을 높였다.
- Physical Constraints: 입출력 핀(Pin) 할당, 전압 레벨(I/O Standard) 등을 정의한다.
- Timing Constraints: 클럭 주파수, 셋업/홀드 타임 마진, 멀티사이클 경로 등을 정의하여 컴파일러가 타이밍을 맞추도록 지시한다.
• Synthesis: RTL 코드를 FPGA 상의 자원인 LUT, FF, DSP, BRAM 등으로 변환하여 net list를 만드는 과정이다.
• Implementation: 합성된 net list를 FPGA 칩에 배치하고 배선을 연결하는 단계이다. 시간이 가장 오래 걸리는 단계이다.
• Generate Bitstream: 구현이 완료된 디자인을 FPGA가 인식할 수 있는 바이너리 파일(.bit)로 변환한다.
• Hardware Manager: FPGA 보드와 연결하고, 비트스트림을 다운로드하거나 디버깅하는 도구이다.
• ILA (Integrated Logic Analyzer): FPGA 내부 로직의 신호 상태를 실시간으로 샘플링하여 파형으로 분석할 수 있는 온칩 로직 분석기이다.
• FPGA 내부 로직에 마치 가상의 오실로스코프를 심는 것과 같다. HDL 코드 내에서 보고 싶은 신호에 (* mark_debug = "true" *) 속성을 붙이거나, IP Catalog에서 ILA IP를 추가하여 연결하면 된다. 외부 계측기로는 찍을 수 없는 칩 내부의 레지스터나 상태 머신 변화를 볼 수 있어 디버깅에 필수적이다.
• 특정 신호 패턴이 발생했을 때만 기록을 시작하는 '트리거(Trigger)' 기능이 있어 간헐적으로 발생하는 하드웨어 버그를 추적할 수 있다.
• 단, ILA 자체가 FPGA 내부의 메모리(BRAM)와 로직(LUT) 자원을 소모하므로 무턱대고 많이 넣으면 정작 내가 짠 회로가 들어갈 자리가 부족해지거나 타이밍 에러가 날 수 있다.
• Vivado Store: (구버전의 경우 XHub Store) Vivado는 온라인으로 보드 정의 파일, 예제/템플릿, Tcl 앱 등을 검색·설치하는 메커니즘을 제공한다. 특히 서드파티 보드는 보드 정의 파일을 설치해야 “Boards” 기반 프로젝트 생성이 가능해지는데, Store를 통해 간편히 내려받아 설치할 수 있다.
• Tcl Console

2.3. 디바이스 지원 목록

3. 시스템 요구사항

• 최신 버전(2025.2) 기준
• 운영 체제
• Windows: Windows 10 버전 22H2 이상 또는 Windows 11 버전 23H2 이상의 64비트 운영 체제
• 서버: RHEL 버전 8.0/9.4-9.6/10.0, SUSE Linux 15, Ubuntu 22.04/24.04 등
• 하드웨어
• 64비트 x86-64 프로세서
• RAM: 타겟 디바이스에 따라 다름 (공식 사양 참조)
• 저장 공간: 설치 파일과 압축 해제 용량을 포함하여 약 100GB 이상의 여유 공간

4. 기타

5. 관련 문서

• AMD
• AMD/FPGA
• FPGA
• HDL
• Verilog
• VHDL