영국 FPGA 현황 속으로: 2025년 DESN 산업 조사 인사이트
Source: Dev.to
설문 조사 배경
이 결과는 영국 팀들이 여러 산업 분야에서 FPGA를 어떻게 적용하고 있는지, 전통적인 검증 방식과 고급 검증 방식 사이의 균형이 어떻게 변하고 있는지, 그리고 소규모 전문 팀 내에서 엔지니어링 전문성을 유지·개발해야 하는 지속적인 필요성을 강조합니다.
참여자와 사용 현황
그림 1은 응답자들 사이에서 FPGA 공급업체의 분포를 보여주며, AMD/Xilinx 장치가 명확히 채택을 선도하고 그 뒤를 Altera가 잇습니다. Lattice, Microchip, Efinix와 같은 소규모 공급업체도 나타나며, 이는 유연성과 공급 회복력을 추구하는 영국 설계자들에게 제공되는 기술 옵션의 다양성이 확대되고 있음을 반영합니다. 일반적인 FPGA 패밀리로는 Kintex‑7, Artix‑7, Stratix‑10, Cyclone이 포함되어 고성능과 비용 효율성 사이의 균형을 보여줍니다. 이러한 조합은 특히 산업, 항공우주, 연구 중심 애플리케이션에서 복잡하고 높은 부가가치를 가지면서도 자원 의식을 갖춘 설계에 대한 영국의 지속적인 강점을 나타냅니다.
AMD/Xilinx가 여전히 지배적인 플랫폼이며, Altera, Lattice, Microchip, Efinix가 의미 있는 2차 채택을 보여 FPGA 생태계가 성숙하고 다양화되고 있음을 강조합니다.
프로젝트 규모와 엔지니어링 노력
그림 2는 중간 규모 FPGA 설계(10 k – 500 k LUT‑FF 쌍)가 압도적으로 가장 많이 사용되는 반면, 백만 게이트를 초과하는 프로젝트는 소수에 불과함을 보여줍니다. 이러한 결과는 대부분의 FPGA 개발이 소규모 팀과 빠른 납기 사이클에 최적화되어 있음을 시사합니다.
대다수 프로젝트가 10 k – 500 k LUT‑FF 범위에 속해 영국 개발 활동에서 중간 규모 FPGA 설계가 주도하고 있음을 확인할 수 있습니다. 1 M – 5 M 게이트 설계에 참여한 응답자는 거의 없으며, 5 M 게이트 이상 대규모 프로젝트는 드뭅니다. 이는 특히 FPGA‑SoC 통합 및 인‑시스템 디버깅에 있어 검증 노력, 자원 확장성, 툴체인 관리와 같은 반복적인 과제를 강조합니다.
적용 분야
그림 3은 적용 분야의 분포를 강조하며, 항공우주 및 방위 분야가 FPGA 사용의 선두를 차지하고 그 뒤를 산업 및 프로토타이핑 애플리케이션이 잇습니다. 소비자 전자, 과학 계측, 비디오/이미지 처리 역시 활발한 영역을 형성해 상업 및 연구 양쪽 모두에서 FPGA의 적응력을 보여줍니다.
Aerospace and defence dominate FPGA use, followed by industrial, prototyping, and scientific applications.
Tabulated responses showing the detailed percentage share of each application area: Aerospace & Defence (57.89 %), Prototyping (42.11 %), Industrial (31.58 %), Video & Image Processing (42.11 %).
이 결과는 신뢰성, 유연성, 저지연이 핵심 설계 우선순위인 미션 크리티컬 및 고성능 시스템에서 FPGA가 여전히 필수적임을 확인시켜 줍니다.
툴, 언어 및 검증 접근법
그림 4는 설계 및 스크립트 언어 사용 현황을 보여줍니다. VHDL이 영국 응답자들 사이에서 가장 널리 사용되는 HDL이며, 그 뒤를 Verilog, SystemVerilog, TCL이 잇습니다. Python은 자동화와 빌드 스크립팅에 점점 더 많이 활용되고 있으며, MATLAB과 Perl은 분석 및 통합에서 소규모 역할을 수행합니다.
검증 전략 측면에서는 지시형 테스트를 이용한 시뮬레이션이 가장 일반적인 기법이며(참여자 84.21 %), 인‑시스템 테스트와 수동 RTL 코드 리뷰도 각각 68.42 %로 높은 비중을 차지합니다. 기능 커버리지와 제약‑무작위 시뮬레이션은 점차 확대되고 있지만 50 % 이하에 머물고 있습니다. 어설션 기반 검증은 26.32 %로 보고되었으며, 형식 동등성 검증은 15.79 %에 불과합니다.
그림 5는 현재 사용 중인 검증 방법을 세분화합니다:
Directed‑test simulation dominates, with in‑system testing and manual RTL reviews used by over two‑thirds of respondents. Coverage‑based, assertion‑based, and formal methods are growing steadily but remain less common.
프로토타이핑 및 설계 과제
그림 6 (a)는 영국 응답자들이 가장 지속적으로 겪는 장벽을 보여줍니다. 가시성 및 디버그 제한이 최우선 과제이며, 그 뒤를 하드웨어 통합 및 다중 FPGA 파티셔닝 어려움이 잇습니다.
Designing and building hardware with the latest FPGA devices is the most common challenge, followed by external IP integration and issues with hardware visibility and debug. Partitioning large designs and managing high‑speed inter‑FPGA connections are notable secondary difficulties.
그림 6 (b)는 동일 데이터를 표 형태로 제공합니다.
설계 흐름 및 병목 현상
그림 7 (a)는 개발 단계별 엔지니어링 노력 분포를 나타냅니다. 검증이 전체 프로젝트 노력의 대부분을 차지하고, 설계, 통합, 디버그 작업도 각각 의미 있는 비중을 차지합니다.
Respondents reported spending the largest share of total effort on RTL verification (28 %) and initial design specification (24 %), followed by RTL entry (15 %). The remaining time is divided among timing analysis, software integration, and in‑lab debug activities.
그림 7 (b)는 동일 정보를 표 형태로 제시합니다.
안전성 및 표준 준수
항공우주 및 안전‑크리티컬 시스템 설계에 참여한 응답자 중, 정형 프레임워크 채택은 제한적이지만 일정 비중을 차지합니다. 그림 8은 안전‑크리티컬 환경에서 작업하는 응답자 절반 정도가 어느 정도 DO‑254 준수를 적용하고 있음을 보여주며, 가장 흔히 적용되는 수준은 레벨 A(항공 전자 하드웨어에 대한 가장 엄격한 인증 등급)입니다. 레벨 B‑D는 덜 일반적입니다.
Half of UK respondents reported no adherence to formal safety‑critical standards, while those working in regulated domains most frequently applied DO‑254 Level A for aerospace projects.
그림 9는 현재 산업 및 자동차 프로젝트에서 IEC 61508 또는 ISO 26262 프로세스를 따르는 응답자가 소수에 불과함을 나타내며, 이는 항공우주 분야 외에서 이러한 표준의 초기 도입 단계임을 반영합니다.