안녕하세요, 회로설계 멘토 삼코치 입니다:)
질문자분이 고민하신 내용은 임베디드 하드웨어 설계 진로를 준비하는 학생들이 가장 자주 헷갈리는 지점입니다. 임베디드 하드웨어 설계라는 영역이 넓게 보면 아날로그 회로, 전원 설계, PCB 설계, 마이크로컨트롤러 기반 시스템 설계, 그리고 디지털 논리 회로까지 모두 포함하는데, 이 중 FPGA와 베릴로그는 ‘특정 조건에서만’ 필수가 됩니다. 예를 들어, 고속 신호 처리나 병렬 연산이 필요한 산업용 영상 처리 장치, 통신장비, 레이더 시스템처럼 MCU가 감당하기 어려운 연산을 하드웨어로 가속해야 할 때 FPGA 설계가 들어갑니다. 하지만 대부분의 산업용 제어기, 가전제품, IoT 기기처럼 마이크로컨트롤러(MCU) 기반으로 구현 가능한 프로젝트에서는 베릴로그와 FPGA 없이도 충분히 설계 가능합니다. 즉, 질문자분이 목표하는 직무나 회사가 FPGA를 쓰는 분야인지 아닌지가 학습 방향의 핵심 기준이 됩니다.
임베디드 하드웨어 설계를 준비하신다면 우선 마이크로프로세서와 마이크로컴퓨터 과목은 매우 도움이 됩니다. 예를 들어 atmega128을 배우는 과정에서 레지스터 구조, I/O 포트 설정, 인터럽트, 타이머, UART·SPI·I2C 같은 통신 방식, 그리고 외부 센서나 액추에이터를 제어하는 방법을 익히게 되는데, 이는 실제 산업 현장에서 MCU 보드를 설계하고 펌웨어를 작성하는 기본기가 됩니다. 나아가 PCB CAD 툴(Altium, KiCAD, OrCAD 등)을 사용한 회로도 및 PCB 설계 실습, 전원회로 설계(DC-DC 컨버터, LDO), EMI/EMC 대책, 센서 인터페이싱 같은 부분도 반드시 병행해야 합니다. 이렇게 하면 실제 하드웨어를 설계하고 프로토타입 제작까지 가능한 역량이 갖춰집니다.
부산대 IDEC에서 진행한 ‘RISC 프로세서 구조 및 설계 실습’이나 ‘FPGA 기반 SoC형 디지털 집적회로 설계’는 사실 임베디드 하드웨어 설계 전반과는 조금 거리가 있습니다. 이 수업들은 임베디드 시스템의 ‘칩 내부 구조’를 직접 설계하는 관점에 가깝습니다. 쉽게 말해, MCU나 CPU라는 ‘기성품 부품’을 사용하는 것이 아니라, 그 부품을 직접 만드는 쪽에 더 가까운 영역입니다. 임베디드 하드웨어 엔지니어 대부분은 완제품 MCU/MPU를 기반으로 시스템을 설계하지, 그 MCU 내부를 하드웨어 기술 언어(Verilog/VHDL)로 새로 구현하지는 않습니다. 다만, 이런 경험이 있으면 하드웨어 동작 원리에 대한 깊은 이해가 생기고, 고속 인터페이스나 타이밍 제약 등 회로 설계 시 더 정교한 판단을 할 수 있다는 장점이 있습니다.
정리하면, 질문자분이 일반적인 MCU 기반 임베디드 하드웨어 설계 직무를 목표로 한다면 FPGA와 베릴로그는 필수는 아니지만, 선택적으로 배우면 하드웨어 이해도와 취업 경쟁력에 플러스가 됩니다. 하지만 PCB 설계, 회로 분석, MCU 프로그래밍 능력은 거의 모든 임베디드 하드웨어 분야에서 필수이므로 우선 여기에 집중하는 것이 좋습니다.
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