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교과목개요

교육목표


Mobile Phone, DMB, Digital TV, MP3, Set-Top Box, WLAN 등과 같은 다양한 멀티미디어 시스템이 우리의 생활을 즐겁게 만든다.
이와 같은 멀티미디어 시스템을 설계하고 구현하기 위한 지식은 임베디드 소프트웨어 기술과 디지털 신호 처리 기술이 요구된다.
본 학과에서는 하드웨어 지식을 기반으로 한 임베디드 소프트웨어 구현 능력을 갖춘 인재와 SoC 설계 능력을 갖춘 인재를 양성함을
학과 목표로 하여 기업에서 요구하는 실사구시형 교육 과정에 따라 운용된다. 따라서 본 학과의 졸업생은 임베디드 소프트웨어 기술
또는 SoC기술이 요구되는 이동통신, 디지털 TV, 홈네트워크, 반도체 설계 기업 등에서 환영 받는 인재로 육성될 것이다.



교과목개요


미적분학

공학수학의 기본적인 개념을 이해하고 다양한 문제를 수학적으로 분석할 수 있는 능력을 배양한다.
주요 주제는 다음과 같다. 함수, 미분, 적분, 지수


이산수학

전산 분야에 활용되는 이산 환경의 수학적 배경을 학습한다. 입출력 인터페이스의 사용이 필요한 사례연구를 통하여 설명될 것이다.


창의설계입문

설계하고자 하는 대상을 정하고 이를 창의적으로 구현하기 위한 전체시스템, 세부요소, 프로세스의 고안 과정 등을 통해 학생들의 도전성, 창의성 그리고 공학적 상상력을 배양한다. 기초적인 과학, 수학적 지식 및 체득한 경험을 실제 제작에 반영하는 과정을 통해 이론적 경험적 직관성을 겸비한 체계화된 창의적 설계의 기본능력을 부여한다. 아울러 문제해결을 위한 아이디어 창출, 기획 및 분석 능력을 양성하고, 팀원들과의 협동 및 조정을 통한 팀웍의 중요성을 인식시킨다. 또한 설계 계획 및 결과의 공개발표를 통해 보고서 작성 및 프레젠테이션 기법을 체계화시켜 의사소통 능력을 증대시킨다.


공업수학

본 과목에서는 물리,경제 등에서 발생하는 다양한 현상을 미분방정식으로 모델링하고, 미분방정식의 풀이법을 학습한다. 강의 내용은 1차,2차,고차 미분방정식과 라플라스 변환 등을 포함한다.


디지털논리회로

이번 과정은 디지털 회로와 삽입과 마이크로 프로세서 설계에 관한 기술을 디지털 시스템 제어지가 필요한 시스템을 위한 설계요건을 고려함으로써 개발한다. Top-down 설계방법의 활용은 실용적인 실행기술의 세부 지식을 촉진시킨다. K-map의 이용은 통합적인 회로, 다중송신기, 번역기의 설계와 실현을 위해 도입되었다. 쌍 안정요소의 사용은 단순연속기계 (FSMs)의 설계와 현실로 확대되었다.
CISC와 RISC프로세서 구조의 예들은 전형적인 마이크로 프로세서의 구조를 묘사하는데 사용되었다. Advanced RISC machine(ARM) 어셈블리 언어의 자세한 연구는 실험실 연구의 근거를 이루는 어셈블리 언어에서 마치 검색 프로그래밍을 위한 전달 도구처럼 사용되었다. 디지털 시스템에서 삽입된 마이크로 프로세서의 통합은 입출력 인터페이스의 사용이 필요한 사례연구를 통하여 설명될 것이다.


회로및소자

다음과 같은 개념을 학습한다. (1)전기회로, 전압, 전류, power, 에너지, 저항, 커패시턴스, 인덕턴스에 대한 이론과 함께 Kirchhoff법칙에 따른 노드 및 메쉬 방법에 따른 회로 해석을 학습함. Multi-sim과 같은 회로 시뮬레이션 툴을 사용한 실습 및 브레드보드를 사용한 실습을 병행함
(2)다이오드, 연산증폭기, MOSFET, BJT와 같인 반도체 소자에 대한 동작 및 응용에 대한 학습을 진행함
(3)임베디드시스템을 위한 아나로그 필터, 증폭기 및 데이터 변환기에 대한 학습을 진행함


HW&SW동시설계

다음과 같은 개념을 학습한다. (1)임베디드시스템개요, IC 기술(ASIC, PLD, FPGA 구조), 프로세서 및 설계 기술 (2)FPGA기반의 HW/SW 동시설계, HW/SW 특성이해 (3)FPGA 기반 임베디드시스템, 설계모델(FSM,HCFSM, PSM 및 DFG), FSM과 DFG 모델과 SoC 구현 이해


임베디드시스템개론

멀티미디어 시스템은 소리와 영상을 위한 현대식 하드웨어와 적절한 소프트웨어 툴을 교육적, 상업적, 산업적으로 활용이 가능한 통합제품을 생산하기 위해 결합시킨다. 이번 과정은 관련된 하드웨어/소프트웨어 기술을 소개하고 그것들의 기능양상의 이해를 도와주고, 전형적인 활용에 가장 적합한 하드웨어/소프트웨어 기술과 표준들의 평가를 제시한다.


데이터구조

소프트웨어에서 효율적으로 데이터를 구성하고 접근하는 방법을 다룬다. 주요 데이터구조로는 스택과 큐, 링크드 리스트, 트리, 그래프, 해싱을 다룬다. 이를 통해 소프트웨어 구현에 필요한 기초적인 데이터 구성 및 접근 방법을 알 수 있다. 또한 이를 응용하여 복합적인 데이터 구조를 생성하는 방법에 대해서도 배운다. 교과목의 목표로 한다.


마이크로컨트롤러구조

본 과목에서는 임베디드시스템의 기본이 되는 마이크로 콘트롤러의 기본적인 구성을 습득하고, 실제 많이 사용되는 임베디드 플랫폼의 MCU를 중심으로 마이크로 콘트롤러 내부 구조 및 각 기능을 이해한다. 또한 SFR(Special Function Register)를 통해 각 MCU의 기능을 소프트웨어로써 제어하는 다양한 기술을 이해한다. 본 과목은 또한 GPIO, 외부 인터럽트, 타이머/카운터, 시리얼 통신, 전원관리 등의 세부적인 주제를 다룬다.


마이크로컨트롤러응용

본 과목은 마이크로콘트롤러를 사용하여 기본적인 임베디드시스템을 구현하고, 다양한 실험을 통해 마이크로컨트롤러의 다양한 기능과 어플리케이션 측면에서의 결과물과의 관계를 이해한다. 특히, 최근 가장 널리 사용되고 있는 상용 임베디드 플랫폼을 low level에서부터 직접 제작하여 전체 시스템을 구축하고 어플리케이션까지 개발함으로써 학생들은 보다 전문적인 임베디드 기술을 습득할 수 있다.


알고리즘

이 과목에서는 알고리즘에 대한 소개, 알고리즘 분석을 위한 기본지식, 그리고 그래프 관련 알고리즘들, 백트래킹 알고리즘, 허프만 코딩 등을 다룬다.


객체기반SW설계

네트워킹 기능 위주의 애플리케이션을 자바언어 기반으로 설계하고 구현하는 것을 다룬다. 사용자 인터페이스 설계, 알고리즘 개발, 네트워킹 처리 등을 주요 내용으로 한다. 주어진 애플리케이션 요구사항에 대해 UML을 이용하여 설계하고, 필요한 알고리즘을 개발할 수 있으며, 이를 자바언어로 구현하여 동작하도록 하는 것을 배운다. 애플리케이션 요구사항을 구현결과가 만족시키는지 평가 하는 방법에 대해서도 배운다.


신호처리입문

본 과목에서는 연속(continuous-time) 및 이산(discrete-time) 신호와 시스템(signals and systems)을 수식적으로 표현하고, 퓨리에 표현(Fourier representations: 퓨리에 급수 및 퓨리에 변환), 라플라스 변환, Z 변환을 이용하여 신호 및 시스템을 해석하고 그 특성 을 분석하는 능력을 배운다. 강의내용은 신호와 시스템의 일반적인 개념, 선형특성, 시불변특성, 콘볼루션, 시간함수의 주파수 영역 표현, 선형시 불변시스템의 시간 및 주파수 영역에서의 표현, 시스템 전달함수, 시스템 안정성과 causality 분석, Laplace 변환,Z 변환 및 그 응용을 다룬다.


펌웨어설계

임베디드 보드의 CPU와 관련된 하드웨어 장치들을 운영체제와 라이브러리의 도움 없이 직접 제어하는 방법에 대해 공부한다. C언어를 이용하여 하드웨어 제어 프로그래밍 능력을 기를 수 있다.


임베디드SW공학

이 강의는 ARM Core를 가지는 임베디드 시스템을 이용하여 이에 맞는 소프트웨어 개발 방법 능력을 향상시킨다.


디바이스드라이버개발

임베디드 리눅스와 같은 운영체제를 위한 디바이스 드라이버 개발에 대해 공부한다. 보다 크고 복잡한 문제를 해결하기 위해 설계하고, C언어를 이용하여 프로그래밍을 하는 능력을 기른다.


로봇시스템

로봇시스템은 로봇 매니퓰레이터 구동의 기초가 되는 제어 이론을 습득하고 모터 등의 액튜에이터 제어에 활용한다. 3차원에서 로봇의 이동을 제어하기 위한 기하학적 변환 및 시뮬레이션 기법에 대하여 알아본다. 영상 처리, 센서활용등과 연계한 지능적인 로봇의 설계 기법 및 구현을 통해 실용 지식을 습득한다.


현장교육실습(1)

방학 기간 중 현장실습의 목표는 대학과정을 통해 얻을 수 있는 지식을 넓히고 산업 환경에서 근무하기 위해 필요한 기술을 개발하는데 있다. 컴퓨터 기술 활용이 생산, 공학, 관리 문제가 존재하는 환경에서 수행될 때 학생들은 그런 산업 상황에서 직접 경험한 응용 지식을 얻을 수 있게 될 것이다. 또한 팀 안에서 효과적으로 근무하는데 필요한 사회적, 기술적 기술과 의사소통 기술을 개발할 기회도 있다.


캡스턴디자인(1)

다양한 전공과목의 지식을 종합하여 주어진 문제에 대해 문제점의 요구사항 도출, 설계, 구현 그리고 검증과정을 거쳐 해결안을 제시하는 능력 배양을 본 교과목의 목표로 한다.


캡스턴디자인(2)

다양한 전공과목의 지식을 종합하여 주어진 문제에 대해 문제점의 요구사항 도출, 설계, 구현 그리고 검증과정을 거쳐 해결안을 제시하는 능력 배양을 본 교과목의 목표로 한다.


C언어프로그래밍(1)

이 과목에서는 C언어 문법과 프로그래밍 요소들을 학습하고, 이를 바탕으로 다양한 난이도의 응용 프로그램을 작성해본다.


Matlab이해및실습

Matlab을 이용하여 공학적인 문제를 쉽게 해결하는 방법을 이해하고 적용하는 능력을 기른다. Matlab의 강력한 벡터, 행렬 연산 기능을 이용하여 다양한 데이터를 처리하는 기법을 배운다. 또한, 2차원 및 3차원 그래프를 이용하여 데이터를 표현하는 능력을 기른다. Matlab은 사용하기 쉽고 다양한 공학적 라이브러리를 가지고 있으며, 강력한 객체지향 프로그래밍 언어를 제공한다. 함수 및 스크립트 작성 방법을 통해 이러한 Matlab의 기능을 활용하는 고급 기법을 배운다. Matlab을 이용하여 소리 및 그림 등의 멀티미디어 데이터를 표현하고 조작하는 기본적인 방법도 습득한다.


C언어프로그래밍(2)

C 언어를 중심으로 다양한 예제 문제를 통해 프로그램 능력을 향상시킨다.


오픈소스HW기초

회로도 및 부품, 관련 소프트웨어가 공개되어 있는 오픈 소스 HW 임베디드 플랫폼을 응용하는 방법을 이해하고 활용하는 기법을 학습한다. 아두이노의 구조에 대한 이해를 바탕으로 센서, 액튜에이터를 제어하고 시리얼 통신을 통해 주변 기기와 연동하는 방법을 이론과 실습을 통해 배우는 과정이다. 아두이노 스케치 프로그램 작성 방법을 습득하고, 3D 프린팅을 통한 부품 만들기, 아두이노와 연동하기 위한 스마트폰 앱 작성방법, 매트랩의 GUI와 연동시키는 방법, 무선 광통신을 활용한 시리얼 통신 기법 등으로 교과 내용이 구성되어 있다. 학생들은 팀 활동을 통해 오픈 소스 HW를 활용한 창의적인 작품을 구상하고 제작하는 프로젝트를 수행한다.


선형시스템

선형변환 및 고유치해석을 포함한 벡터, 행렬의 연산 및 성질에 대한 체계적인 이해를 바탕으로 선형시스템에의 적용 기법에 대해 다루게 된다, 디지털신호처리보드 실습 과정을 포함하게 되며, 신호처리 및 제어시스템의 필수적 기초지식을 습득하게 된다. Matlab 및 C 언어에 대한 기초가 필요하다.


임베디드SW기초

임베디드 소프트웨어의 기본 특성을 공부하고 리눅스 명령어를 익히며, 리눅스 시스템에서 C 프로그램 개발을 통해 임베디드 소프트웨어를 이해한다.


통신공학

아날로그 신호 및 디지털 신호를 전달하기 위한 통신 시스템이 갖추어야 하는 기능을 이해하고 구성 요소, 요소 기술 및 기본적인 이론을 습득한다. 첫 부분에서는 아날로그 신호의 전력, 스펙트럼, 아날로그 변복조 기법을 소개한다. 후반부에서는 AD변환, 기저대역 디지털 변복조 및 통과 대역 디지털 변복조를 소개한다. 잡음 환경에서 동작하는 통신 시스템의 성능을 파악하기 위하여 신호 대 잡음비의 개념, 잡음의 성질, 비트 전송 오율 등을 소개하고, 컴퓨터를 활용하는 모의실험 기법도 소개한다.


랜덤프로세스

랜덤프로세스는 임베디드 시스템의 소프트웨어 및 하드웨어의 개발에 있어 예측이 힘든 확률적 현상을 체계적으로 분석하고 이해하기 위한 과정으로 확률이론, 확률변수, 랜덤데이터의 처리, 콘볼루션, 코릴레이션, 스펙트럼밀도 등에 대하여 다루며 통신이론, 신호처리, 영상처리 및 임베디드 제어 등과 연계되는 중요한 기초적 교과목이다. Matlab 을 기반으로 한 실습도 포함된다.


제어공학

제어공학은 임베디드시스템과 같은 IT 기술이 발달함에 따라 더욱 중요하게 취급하게 교과목으로서 물리시스템의 제어를 위한 기초적인 이론을 학습하고 중요 토픽에 대한 실습을 수행한다. 수학적 모델링 (라플라스변환), 상태공간기법, 시간 영역 및 주파수 영역 해석, 안정도판별법, PID 제어 등에 대해 체계적인 이해를 제공하며 각 과정에서 Matlab 및 Simulink는 중요한 도구로서 사용된다. 또한 제어시스템을 구성하는 다양한 센서 및 액추에이터에 대한 이해도 중요하게 취급된다.


센서공학

센서공학은 임베디드 시스템의 구성에 중요한 부분을 차지하는 다양한 센서들에 대해 공부하며 이를 직접 구성해 보는 교과목이다. 고도로 정보화된 사회에서 적용되는 정보처리시스템이 정상적으로 동작하기 위해서는 외부로 부터의 다양한 정보를 획득하는 센서가 그 근간을 이룬다. 센서기술이 IT핵심기술로 부상함으로써 정보화 시대에 막대한 파급효과를 가져오고 있다. 본 강의에서는 다학제적 성격이 강한 센서기술을 기본 물리/화학적 현상에서 부터 시작해서 작동 원리를 설명하여 학생이 중요도가 높은 센서들에 대한 이해 및 적용성을 향상시킨다.


영상처리

영상처리 분야의 전반적인 기술을 다룬다. 기초적인 알고리듬을 이해하고 어떻게 적용할 것인지를 공부한다. 최신 영상처리 연구 논문을 읽고 이해할 수 있는 실력을 기른다. 영상처리를 실생활에 적용할 수 있도록 실험을 하고 실력을 기른다.


임베디드통신시스템

임베디드 시스템에 적용되고 있는 유무선 통신 방식을 소개한다. 그 동작 원리 및 신호 처리 기술을 이해한다. 주변 기기와의 기저대역 유선 통신, 근거리 무선통신, 이동통신, 위성통신 등을 포함한다. 소개 되는 통신 신호처리 요소 기술은 동기화, 채널 추정, 등화기, 대역 확산, OFDM 등을 포함한다.


임베디드구조

다음과 같은 개념을 학습한다. (1)임베디드 구조 및 마이크로아키텍쳐에 대한 기본 지식 이해 (2)명령어 세트구조, 파이프라인수행, 메모리계층성 및 I/O 시스템 이해 (3)고성능을 위한 하드웨어/소프트웨어 기술


임베디드비젼시스템

본 수업은 영상 및 신호처리 개념을 소개한다. 본 수업을 통해 컴퓨터 비전을 배우고 인간에게 도움이 되는 컴퓨터 비전 관련 기술을 배운다. 다루는 주제는 2D 와 3D를 망라하는데 다음과 같다 - image formation, radiometry, photometry, shading, 3D coordinate systems, homogeneous coordinates, stereoscopic 3D reconstruction, elementary differential geometry, algorithms for processing 3D range and mesh surface data.


부호및정보이론

디지털 정보의 엔트로피, 압축, 오류 정정 부호화, 암호화 이론을 이해한다. 현대 임베디드 기기에 적용되고 있는 구체적 기술들을 살펴 보고 구현 이슈도 소개한다. 압축에 돤련된 주요 주제로 음성 압축 및 데이터 압축을 소개한다. 오류 정정 부호화 기법으로는 해밍 부호화, 리드-솔로몬 부호화 등의 블록 부호화 기법과 길쌈 부호화, 터보 부호화 등을 다룬다. 암호화 주제로는 수학적 배경, AES, 공개키 부호화 등을 다룬다.


운영체제

이번 과정은 리눅스 커널, 초기의 검토, 플로피 또는 Rom/Eprom을 사용한 boostrap 시스템; 공중전화, 산업시스템의 연구, 산업 시스템; 인터넷 업그레이드, 사용자의 해킹 및 수정의 방지; 디지털입력, 메모리를 출력, 인터렉티브 장치, 컨트롤링 외부 하드웨어, 드라이버 장치들의 개요; 툴 체인, 실시간 확장, 교차 번역기, 마이크로 컨트롤러를 위한 리눅스, UClinux 개발 환경, ucsimm; 휴대형과 리눅스로 돌아가는 소비자 제품. 학생들은 hands-on 리눅스 프로젝트를 완벽하게 수행해야 한다. 리눅스 실습 프로젝트는 사람들에게 리눅스를 위한 소프트웨어 제어 공정과 데이터 수집의 개발을 할 수 있도록 도와준다. 그것은 그리고 교육적 또는 산업적 환경에서 이 재료를 다루고 있는 애플리케이션 개발자와 흥미를 가지고 있는 사람들을 위한 소프트웨어와 지식의 풀로서 이해되어야 합니다. 그것은 하드웨어 지원부터 어플리케이션 개발까지 넓고 다양한 어플리케이션을 위해 표준화된 개발 환경을 제공할 것입니다. 또한 이 실습 프로젝트는 실제 현장을 통해 Windows CE, .NEt, Bluetooth, Advanced ARM for Windows CE, 그리고 Windows XP에 대한 연습을 제공한다.


임베디드시스템특강

임베디드시스템공학 분야 중 최근의 주요 이슈에 관한 내용을 선별하여 학습하며 차후 발전방향 및 응용에 관한 내용을 고찰한다.


네트워크구조및설계

본 과목은 인터넷의 기본 구조 및 프로토콜을 이해하고, 인터넷 기반의 다양한 네트워크 프로그래밍 기술에 대해 배운다. 리눅스 기반의 Socket 프로그래밍을 시작으로 다양한 플랫폼과 다양한 언어에서의 인터넷 프로그래밍을 습득할 수 있으며, 이를 기반으로 새로운 어플리케이션에서 효율적인 프로토콜 설계 기법에 대한 다양한 기술을 습득한다.


데이터베이스

데이터베이스 이론과 실습을 다루고, 모바일 환경을 고려한 임베디드 DB의 특수성에 대해서 배운다. 이를 토대로 임베디드 플랫폼 기반의 간단한 DBMS를 설계하고 구현하는 프로젝트를 진행한다. 데이터베이스 실습은 SQL 기반 DB를 사용하고, 이론은 트랜잭션과 동시성 제어부분을 중점으로 다룬다. 이를 통해 임베디드 DB에 대한 이해와 애플리케이션 응용시 고려할 사항들을 이해할 수 있게 된다.


모바일SW

임베디드 보드에서 활용가능한 다양한 응용 소프트웨어를 개발한다. Velos, Embedded Linux, Android 등 최신의 임베디드 운영체제를 직접 경험하고 다양한 응용 프로젝트를 수행한다.


사물인터넷

본 과목에서는 사물인터넷의 기본 개념 및 다양한 응용분야에 대해 배운다. 사물인터넷을 위한 다양한 임베디드 플랫폼에서의 요구사항을 비롯하여, 다양한 connectivity 기술들 그리고 다양한 응용분야가 다루어지며, 최근 이슈가 되고 있는 사물인터넷 응용에 대해 함께 조사하고 분석하여 사물인터넷 관련 최근동향 및 개발방법론에 대한 능력을 배양할 수 있다.


고급알고리즘

효율적인 알고리즘의 설계와 분석에 대하여 공부한다. 다루는 주제는 동적프로그래밍, 검색기법, 근사알고리즘, 머신러닝 등이다.


보안및암호

암호 이론의 기초가 되는 수학적 지식을 배경으로 현대적 보안 시스템에 사용되고 있는 기법을 습득하고 현대식 암호의 기초를 이루는 수이론 및 컴퓨터 보장성 이론을 소개하는 과정이다.

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