Research Area
시스템온칩(SoC : System on Chip)은 각각의 칩이 수행하던 기능을 하나의 칩에 집적화한 차세대 반도체로서, 디지털 기기의 융합화라는 최근 IT산업의 트렌드를 선도하는 신성장 동력의 핵심기술 분야입니다. SoC 기술은 고집적화를 포함한 저전력화, 제조 원가 절감 등의 다양한 이점들이 있습니다. 이는 모바일 기기는 물론 3D 영상처리 시스템과 이를 이용한 스마트 자동차 시스템, 지능형 로봇, 첨단의료기기 등 유망한 산업 분야의 기반이 되는 핵심 부품 기술로서, 정부에서는 이러한 중요성을 인식하고 고급 설계 인력과 산업체 실무 인력을 양성하는 사업을 지원하고 있습니다.
현재 저희 연구실은 이러한 트렌드에 부합하는 최신 버전의 설계 툴과 장비를 갖추고 있으며, 비전 SoC, 임베디드 시스템 및 디지털 회로 설계 연구를 기반으로, 해당 기술들을 FPGA 플랫폼에서 구현하며 이를 ASIC으로 개발하는 연구를 수행하고 있습니다.
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스마트카를 위한 실시간 전방 상황 인지 시스템
1) 연구개요
최근 차량의 자율주행에 대한 관심이 커지면서 ADAS(Advanced Driver Assistance System)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ADAS는 차량에 설치된 다양한 센서들을 통해 차량의 전방 상황을 인지하여 운전자에게 유용한 정보들을 제공함으로써 운전자에게 편의성뿐만 아니라 안전까지 보장해 줄 수 있는 시스템이다. ADAS에서 전방 상황을 정확하게 인지하기 위해서는 차량 전방의 객체 정보와 전방 객체와의 거리 정보 등을 실시간으로 획득할 수 있어야한다. 게다가, ADAS의 신뢰성은 운전자의 안전과 직접적으로 연관되기 때문에 고신뢰성의 객체 인식 기술과 거리 정보 획득 기술이 요구되며, 이러한 기술들을 실제 차량에 탑재하여 이용하기 위해서는 시스템의 소형화 및 저전력화에 대한 연구가 필요하다.
본 연구실에서는 한국연구재단의 지원을 받아 ADAS의 핵심 기술 중 하나인 전방 상황 인지 기술 연산을 실시간, 저전력으로 처리할 수 있도록 개발하는 것을 목표로 연구를 진행 중 이다. 본 연구에서 목표하는 실시간 전방 상황 인지 임베디드 시스템은 실제 차량에 탑재 될 예정이기 때문에 시스템의 상황인지 정보는 고신뢰성이 요구되며, 차량 내부라는 사용 가능 자원이 제한된 환경에서 동작하는 시스템을 구현하기 위해서는 소형화 및 저전력화 역시 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 상황인지 정보의 고신뢰성을 유지하면서 시스템의 소형화 및 저전력화를 달성하기 위하여 SW/HW co-processing을 기반으로 하는 임베디드 시스템 개발 및 이를 위해 필요한 전용 가속기 개발에 관한 연구를 진행한다.
2) 최근 진행한 관련 과제
스마트카를 위한 실시간 임베디드 시스템 개발 – 한국연구재단 ㅤ
AI 비전 기반의 신원확인 시스템
1) 연구개요
최근 맞벌이 부부, 가출, 노령화 등의 증가로 인해 가정이 담당하던 기능이 제대로 동작하지 않음에 따라 실종자가 계속 증가하는 현실이다. 이러한 치안 환경의 변화에 대응하기 위하여 최근 사회적으로 실종자를 탐색할 수 있는 신속한 대응 체계 구축의 필요성이 부각되고 있다. 우리나라는 실종자를 신속하게 찾기 위해 실종 전담 수사 기관을 구축하고 “지문 등 사전등록제”와 같은 시스템을 운영하고 있으나 수사 인력의 부족으로 인해 경찰관들은 여전히 초동 대응에 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 인력에만 의존하는 대응 방식에서 실종자 수색의 효율성을 높이기 위해 현장출동 요원이 사용할 수 있는 첨단과학기술 장비를 지원하는 것이 필수적이다. 본 연구실에서는 한국연구재단의 지원을 받아 최근 늘어나고 있는 아동, 치매 노인의 실종 사고를 신속하게 해결하기 위한 신원확인 정보 취득/처리 디바이스 개발 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서 개발하고 있는 신원확인 정보 취득/처리 디바이스는 신원확인을 위해 얼굴 정보를 활용하고 있으며, 현장 요원이 사용할 수 있도록 웨어러블 형태의 디바이스로 개발하고 있다. 웨어러블 형태의 디바이스는 소형화 및 저전력화가 필수적이며, 실종자를 놓치지 않고 인식하기 위해서는 높은 정확성과 실시간성이 요구된다. 이에 부합하는 신원확인 정보 취득/처리 디바이스를 만들기 위해 본 연구에서는 딥러닝 기술과 머신러닝 기술을 활용한 SW/HW co-processing 기반의 임베디드 시스템 개발에 대한 연구를 수행하고 있다.
2) 최근 진행한 관련 과제
현장출동 요원용 신원확인 정보처리 기술 개발 – 한국연구재단
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DRAM에 최적화된 ECC 알고리즘 연구와 메모리 및 시스템 레벨에서의 구현 기술
1) 연구개요
최근 DRAM이 저전력, 고성능, 대용량으로 발전하면서 잡음에 더욱 취약한 구조가 되고 있으며, 이 잡음으로 인해 DRAM 내부의 원본 데이터가 변질되는 등의 문제가 발생하여 computer processing에 심각한 문제를 초래하게 될 위험성이 높아지고 있습니다. DRAM 내부에서 발생한 잡음으로 인해 원본 데이터가 손실되는 문제를 방지하기 위하여 DRAM ECC(Error Correcting Code)의 활용이 대두되고 있습니다.
본 연구실에서는 삼성전자의 지원을 받아 ECC알고리즘을 DRAM의 환경에 최적화 하는 연구, 연구된 알고리즘을 DRAM에 적용하기 위한 processing in memory(PIM) 구조 연구 및 시스템 레벨에서 최적의 구현 방법에 대한 연구를 목표로 하고 있습니다.
2) 최근 진행한 관련 과제
DRAM에 최적화된 ECC 알고리즘 연구와 메모리 및 시스템 레벨에서의 구현 방법 연구 – 삼성전자 산학과제
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바이오메디컬 시스템반도체 융합설계 인력육성 사업
1) 연구개요
우수한 의료 기술, 체계 및 서비스의 혜택으로 과거보다 훨씬 긴 수명, 더 나은 건강 상태, 그리고 삶의 질을 영위할 수 있게 된다. 그러나, 바이오메디컬 분야는 여전히 많은 개선이 필요하며 새로운 문제들의 도전에 직면하고 있다. 전 세계적 인구 고령화로 인해 예상되는 의료 위기에 대한 대응이 요구되고, 예방 및 조기 진단 중심의 새로운 의료 체계 및 서비스가 필요하다. 만성 성인 질환을 장기간 효과적으로 관리할 수 있어야 하며, 세계적으로 유행하는 COVID-19, 메르스 등 바이러스성 전염병에 대해 체온 및 생체신호 분석 등을 통해 집단 발병을 조기에 진단 및 추적하여 대유행을 막을 수 있어야 한다. 환자의 일상을 방해하지 않고 삶의 질을 보장 하여야 하며, 필요한 모든 사람들이 혜택을 누릴 수 있도록 발생하는 비용은 최소화해야 한다. 수술과 같은 적극적 치료가 필요한 경우 그 침습도와 사망률을 최소화해야 하며, 환자의 목숨을 구하고 삶을 바꾸어 놓는 혁신적 기술의 개발이 계속되어야 한다.
의료 기술의 중요성에 맞추어 본 연구실은 시스템반도체 융합 전문인력 육성사업에 참가하여 바이오메디컬 시스템반도체 설계를 위한 인재를 양성한다. 시스템반도체 융합 전문인력 육성사업은 바이오메디컬 분야에 적합한 시스템반도체를 설계할 수 있는 인재를 양성하기 위해 아날로그/디지털 기반의 소자, 회로, 시스템 설계와 관련된 교육을 제공한다. 본 프로그램에서 양성된 인력은 새로운 응용 분야에 대해 이해하는 능력과 타 분야 전문가와의 협업 역량을 갖추게 되므로 의료생체 관련 분야는 물론, 착용형 기기 분야, 사물 인터넷 분야, 인공 지능 반도체 분야, 차세대 무선 통신 분야 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 하는 핵심 인재로 활약할 수 있을 것으로 기대된다.
2) 현재 진행중인 관련 과제
바이오메디컬 시스템반도체 융합설계 인력육성 센터 – 과학기술정보통신부
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FPGA 기반 암호화 영상 스트리밍 시스템
1) 연구개요
CCTV 또는 IP 카메라의 영상 해킹으로 인한 개인 및 기업의 정보 유출의 문제가 대두되고 있어 영상 암호화에 대한 시장의 요구가 증가하고 있다. 특히 산업현장과 같은 환경에서는 강력한 보안이 요구되나, CCTV나 IP 카메라 같은 종단 장치의 경우 영상 데이터를 실시간으로 암호화하기에는 성능이 매우 제한적이다. 영상 데이터를 암호화하기 위해서는 상당한 연산량을 필요로 하기에 추가적인 암호화 모듈이나 CPU, 범용 하드웨어 가속 장치가 사용되어야 한다. 따라서, 영상 전송 장치에서 강력한 보안성과 빠른 처리속도, CPU의 부하 절감을 위해서는 소프트웨어가 아닌 하드웨어 측면에서의 가속이 필요하다. 그러나, 기존의 기술은 저장소에 저장되어 있는 영상에 대한 보안이나 영상이 송수신되는 네트워크에 대한 보안 기술이 대부분이다.
본 연구실에서는 중소벤처기업부의 지원을 받아 실시간성이 보장되는 FPGA 기반 암호화 영상 스트리밍 IP core를 개발하고, 보안 영상 스트리밍 시스템 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 본 연구에서 목표하는 실시간 영상 암호화 스트리밍 시스템은 강력한 보안성을 위해 즉각적으로 영상 데이터에 대해 암호화를 수행해야 하며, CCTV 또는 IP 카메라 자체에서 암호화를 구동하기 위해 소형화 및 저전력화가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 강력한 보안성을 제공하면서 저비용으로 암호화를 수행하기 위해 FPGA 기반 영상 데이터 암호화 IP core 설계 및 SW/HW co-processing 구조의 실시간 암호화 영상 스트리밍 시스템 개발에 대한 연구를 수행하였다.
2) 최근 진행한 관련 과제
FPGA기반 비정형 데이터 블록 암호화 및 영상 스트리밍 기술을 통한 실시간 암호화 영상 스트리밍 시스템 개발 – 중소벤처기업부
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