이 질문 뒤에 면접관이 확인하려는 것은 따로 있습니다.
SPI 컨트롤러 설계 실습에서 스펙을 건성으로 읽고 구현부터 시작했다가 CPOL/CPHA 조합에 따라 동작이 달라지는 걸 뒤늦게 알았습니다. 4가지 모드 중 2가지만 동작해 처음부터 다시 설계해야 했습니다. 그 이후로는 프로토콜 스펙에서 상태 전이 조건과 타이밍 다이어그램을 먼저 표로 정리하고 설계에 들어갑니다. I2C는 START/STOP 조건과 ACK/NACK 처리가 상태 머신의 핵심이고, UART는 보레이트 분주 로직이 먼저 맞아야 합니다. 스펙 정리 후 설계한 I2C 마스터 컨트롤러는 시뮬레이션에서 7비트·10비트 주소 모드 모두 통과했습니다. 지금도 IP 설계는 스펙 정독과 상태 머신 초안이 먼저입니다.
SPI 컨트롤러를 설계하면서 IP 결로 남은 건 프로토콜 스펙이 상호작용 조건을 어떻게 정의하는가를 먼저 이해해야 구현이 시작된다는 점이었습니다. 처음에는 클럭 극성과 위상 조합이 단순한 설정처럼 보였는데, 실제로 슬레이브 디바이스가 기대하는 조합이 다를 때 데이터가 어떻게 어긋나는지를 확인하면서 스펙의 조건 테이블을 이해하는 것이 구현의 절반이라는 결이 생겼습니다.
I2C는 SPI와 달리 멀티 마스터 상황에서 버스 중재가 필요하다는 점, UART는 비동기라 클럭 동기화 없이 보드레이트를 맞추는 방식이 다르다는 점을 비교하면서 각 프로토콜이 해결하려는 문제가 다르다는 구조를 이해했습니다.
저속 IP라도 프로토콜 스펙을 구현 전에 충분히 이해하지 않으면 같은 실수를 다른 방식으로 반복한다는 결이 남아 있습니다.
SPI 설계에서 측정 가능한 결과로 이어진 건 파형 시뮬레이션으로 데이터 캡처 타이밍을 직접 확인한 과정이었습니다. 구현 후 기능은 동작하는데 특정 CPHA 설정에서 수신 데이터가 한 비트씩 밀리는 현상이 나왔습니다.
파형을 보면서 클럭 엣지와 데이터 샘플링 시점이 어긋나는 지점을 찾았고, 샘플링 로직에서 엣지 선택이 잘못된 것을 확인했습니다. 수정 후 파형에서 샘플링 타이밍이 안정화되는 것을 확인했고, 4가지 CPOL/CPHA 조합 모두 정상 동작을 검증했습니다.
이 경험에서 배운 건 파형이 의도한 동작과 실제 동작의 차이를 가장 직접적으로 보여준다는 점이었습니다. 기능 레벨 테스트가 아니라 신호 레벨에서 확인하는 것이 타이밍 이슈를 찾는 방법이라는 결이 남아 있습니다.
답변에서 흔히 빠지는 것들 — 빠져 있으면 꼬리질문이 깊어집니다.
이 질문에 이어 삼성전자 반도체 회로설계 면접관이 던질 가능성이 높은 후속 질문.
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