Review of the Past Semester IT 산업의

Review of the Past Semester

IT 산업의 현재와 미래 2003. 3. 7 경 종민

EE 807 course 계획 • • • 일시; 매주 금 1 -4 (총 15 일, 18개 강의; 6개는 90분 강의, 12 개는 180분 강의임. ) 장소; KAIST LG Hall 강당 강사; 경 종민(kyung@ee. kaist. ac. kr 내선 3423) 조교; 정희재(hjjung@vslab. kaist. ac. kr tel: 016 -599 -2809, 내선: 4403) 평가 방식; (HW 40%, midterm 30%, final 30%) – 1. (weekly homework) 각각 15 개 강의(2개의 90분 강의는 하나로 간주)에 대한 자신의 의견을 600 -800 자로 수강 후 일주일 내로 제출할 것. 게시판에 올리고 서로 comment 하도록 할 것. (http: //vswww. kaist. ac. kr/course/ee 807 -2003/) 에 homework 게시판과 질의응답용 게시판이 따로 개설됨. – 2. (midterm) 3 -4명이 한 팀으로 “IT 의 미래” 에 대한 공통 관심의 topic 을 정 하고 150 분 씩 3 회 이상 토론하고 연구한 결과를 공동 명의의 논술문으로 4/30 까지 조교에게 제출할 것. 분량은 그림 포함 A 4 6장 정도; 강사나 남의 얘기는 인 용의 목적 외에는 쓰지 말 것. (강의의 내용을 반복하여 쓰지 말 것) – 3. (final) 18 개의 강의 중 각자 관심 있는 주제를 정하고 그것에 대하여 조사하 고 확장 연구한 결과를 A 4 8 장 이상의 공학적 논설문 (예; 전자 공학회 잡지 논 문 형태) 으로 작성, 6/24 까지 제출할 것.

“IT 의 미래” 세미나 일정 강의일 강의진 소속 강좌 제목 3/7 경종민 KAIST/전기 IT 산업의 현재와 미래 / So. C(System-on-Chip) 기술의 현재와 미래 3/14 임춘택 ADD 국방 IT의 현재와 미래 3/21 김진형 KAIST/전산 Software 3/28 홍성수 서울대/전기 하드웨어 엔지니어 관점에 본 임베디드 소프트웨어에 대한 편견 과 핵심 이슈들 (Misconceptions and Challenges on Embedded Software: From Hardware Engineers' Perspectives) 4/4 홍성철 KAIST/전기 정보통신소자의 소개 및 미래 4/11 이창희 KAIST/전기 광통신 기술 4/18 권인소 KAIST/전기 비전 기술 4/25 정세웅 삼성전자 Consumer electronics 김경호 삼성전자 미래의 휴대 단말용 So. C 기술 동향 5/2 이윤태 삼성전자 Mobile Communication/Computing의 미래 동향 5/9 이수영 KAIST/전기 뇌신경정보학 - 뇌정보처리에 기반한 인간기능 시스템 구현 5/16 박광로 ETRI 홈네트워킹 기술 및 서비스 5/23 박현욱 KAIST/전기 의용전자분야의 미래 5/30 이용훈 KAIST/전기 차세대 무선 통신 시스템 개요 조동호 KAIST/전기 미래의 인간친화적 단말기 6/13 방효충 KAIST/항공우주기술 발전을 위한 IT 기술의 역할 6/20 윤준보 KAIST/전기 MEMS 와 나노기술

1. IT의 역할과 비중 1) 정보(Information)/지식(Knowledge)의 가치, 역할 : Last frontier after mass, wave and energy ! IT(information) 반도체 software Wireless & Wired comm. link Wave Current duality Mass E = MC 2 Energy

2) IT 산업의 수명 : • Information 산업 : mass 산업, energy 산업 and then? • Mass 중심 산업 : 무겁고 큰것의 가치 • Energy 중심 산업 : 움직이게 하는 힘(동력)의 가치 (예 : 교통, 작업 기구) E = MC 2 : world of physics Physics 수렵시대 농경화 Informatics 산업화 정보화

4) IT의 3(+1)대 공신 : (전기+반도체 +software)+wireless 통신기술 정보의 저장과 처리 반도체 software 전류 (current) 정보의 전달 + Wireless/ Wired 통신기술 전파 (wave)

6) IT: 정보의 {표현, 변형, 저장, 전송}을 위한 methodology; • Medium(반도체, fiber, free space, molecule), mechanism(motor, 트랜지스터, …)과 information carrier(전자, photon, E/M wave, …)은 다양하며 변한다. 예) VLSI photonics MEMS Bio carrier electron photon micro-muscle radical mechanism transistor lens E/M-force atomic force medium semiconductor fiber/free space semi-substrate Molecule

IT vs. 타기술/응용분야 응용 기술분야 의 료 의 약 IT BT 교 통 문화/ 환 국방 오락 식료 경 (warfare) (ET) (CT) NT 통 신 우주 항공 제조기술 에너지기술

So. C 기술의 현재와 미래 2003. 3. 7 경 종민

Future Key Player Give Me a Lever Long Enough and a Place to Stand, and I Will Move the Earth

Advent of SOC • Growing design productivity gap between gate density (58%/Y) and designer productivity (21%/Y) • Shrinking Time-To-Market (narrow market window) • Viable solution Design Reuse PCS PCs Color TV Cable TV Cellular VCRs DVB Black & White TV DVD 1 million Units 5 International Technology Roadmap For Semiconductors 1999 Ed. - Semiconductor Industry Association 10 15 Wireless Communications Report, BIS, Boston, 1995+ Dataquest 20 years

Design methodology & reuse model Plug & play SOC Complex ASIC with a few IPs u. P Core ASIC on DSM Area Driven Timing-driven design (TDD) Personal Reuse Designerspecific reuse practices Retaining key personnel Source Reuse Functional starting points for block design Document, testbench, predictability Opportunistic IP Reuse FIFO SRAM Block-based design (BBD) USB MPEG SW I/F IP FLASH D-Cache SRAM FLASH Logic SRAM u. P Core Logic Platform-based design (PBD) Core Reuse Virtual Component Reuse Predictable, Pre-verified, Core function Socketized Functions for Plug & Play integration Firm/hard IP Planned IP Reuse Adopted from ‘Surviving the SOC revolution’ by H. Chang et. al.

3) So. C comes from(needed expertise) ; Architecture/algorithm 설계 시스템설계 HW/SW 동시설계(simulation, 검증) 디지털 엔지니어, 소프트웨어 엔지니어 Logic 설계/analog block 설계 SW 프로그래밍(응용, OS, firmware), -programming 기능 Speed Cost 만족 회로 설계 Physics (전자기, 열, 전력…) 기본 cell(memory, logic, …) 및 low-level 회로 설계 Signal integrity, radiation/sensitivity, skew, power 소모, yield 해석 검사

Emerging Design Quality Issues Spice Modeling IR Drop Electro. Migration Hot Carrier Effect OPC VDD GND Parasitic RLC EMI Coupling Noise Transmission Line High Freq. Effect I/O Process Variation Digital Delay & Power Analog Temperature ESD / Latch-up Substrate Loss Substrate Coupling Board Package So. C Reference: H. Yonezawa - ISQED 2000 Tutorial 1. 2

Advantage of Reuse § Productivity is improved by using the well-designed IP’s. Design Effort (for a specific function) § Design for one-time use § Design by Reuse = Design Reuse 1 st 2 nd 3 rd § Design for Reuse = IP Development 4 th 5 th Project (where a specific function is required. )

Misconceptions and Challenges on Embedded Software: From Hardware Engineers’ Perspectives 홍성수 서울대학교 전기컴퓨터공학부 실시간 운영체제 연구실

Sources of the Crisis (2) MEMORY CPU HDTV Channel EQ. HDTV Channel Decoder VIDEO Decoder IEEE 1394 Decoder MPEG 2 FORMAT TS Converter OSGM EQ. AUDIO Decoder VIDEO Decoder CPU FORMAT Converter Dolby AC 3 TS OSGM

Sources of the Crisis (5) Public networks PSTN, Internet Network camera Home. PNA Phone Line Network Power Line Network Home Net Hub Web phone Printer IEEE 1394 Entertainment Center Camera Scanner

Motivations for RTOS With RTOS #include <stdio. h> void main() { printf(“Hello, Worldn”); } Operating System Without RTOS Programmers should write everything. Video card initialization Memory management Video card operation

(3) Multi-Tasking (2) • Multi-tasking in a data acquisition system: Wait for I/O Event AD converter Enter event to DB Display data Search DB Wait for command DB

Mobile Computing/Communication 의 미 래 동향 (in perspective of system & semiconductor components) 2003년 5월 2일 이윤태 상무 삼성 전자 SOC 연구소

미래 Mobile Computing/Communication의 환경 변화 Services and Applications Home Network New Radio Interface Telephony Streaming Broadcast Location Presence …. Digital Broadcast Packet Based Core Network WAN 3 G/(4 G) Cellular Network PAN LAN Next generation Bluetooth. . etc. Wireless/ Wired Local Network Fixed Wireless Access

New Use Scenario for 2. 5 G & 3 G Video Conferencing Streaming Media Buy Now? Rated R 7: 30 pm T. Hanks Yes Location-Based Services u Mobile Internet u E-mail, unified messaging u Mobile entertainment No See Preview Start Times: 7 pm, 8: 30 p m-Commerce

단말기의 Convergence 추세 Desktop PC Notebook Computer VCR 휴대폰 Digital TV DVD Player Color TV 통신 Convergence 가전 A/V Video Phone Watch Phone Fax Play. Station 2 Entertainment Digital Animation Network Game 제품의 기능들은 converge 그러나, 개별 제품들은 diverge

Components in. RF Mobile Devices RF Camera AP Modem Connectivity Teardown of Nokia 3650 Smartphone

Implementation Platform 예 (Hanmaru) ARM Core Daughter DSP Core Daughter AP FPGAr DSP FPGA NAND NOR M-SDRAM AP+DSP Connction ARM 9/10/11

Mobile System의 S/W 환경 V KTF, SKT, Vodafone, NTT등 ) dia e e(M ic erv S ta Da IV Win. CE OS Linux OS JAVA Engine OS Adapter CPU(ARM 9/10/11, JAVA CPU등) CPU등 API Primitive 응용 S/W OS Kernel 순수 S/W (Intel, 당사 방식) CPU기반 SIMD CPU기반 (ARM 10/11, ARM) Symbian OS Palm OS III Programmable DSP (TI /Hitachi 방식) 순수 H/W 방식 (당사, Emblaze, 당사, SCI-Worx 방식) 2. 0 G(9. 6 kbps) 2. 5 G(114 kbps) Layer 1/PS 3. 0 G(384 kbps-2 Mbps) II Layer 1/PS ARM 7 + DSP(Oak) ARM 7 + DSP(Teak) ARM 9 + DSP(Palm) I

Software Task Split Application Processor Modem Baseband Processor Series 60 Applications & GUI RTOS Symbian OS Modem Protocol Stack Application Engines ETEL TSY/CSYClient IPC Collaboration IFX/Comneon, Samsung Semi and Tap. Root to ensure interoperability UART, GPIO, . . . TSY/CSY IPC

SOC Development Trends in Home Applications Seh-Woong Jeong April 25 2002 Media SOC Team System LSI Business Samsung Electronics Co. , Ltd.

What is SOC ? Embedded Memory For Data/Program RF/Analog Front End MODEM/ Channel MCU Core DSP Core Hardwired Logic Peripheral Interface Logic Whole system in a single package

Key Ingredients of SOC Technology Design Methodology Technology • Platform-based chip design • Static timing verification • HW/SW co-design • IP Reuse • DSM logic process • Embedded memory process SOC IP Cores • MCU, DSP • DRAM, SRAM, Flash • High speed I/O • Analog/RF cores • Hard / Soft macros SOC Cooperation Implementation • Product / Test engineering • Packaging technology Firmware/Software • Algorithm • Real time OS • Device drivers • System software • Application software

홈네트워킹 기술 및 발전방향 2003. 5. 16. 박광로 krpark@etri. re. kr

Digital Home Example – Cisco View

PC-Centric View – Samsung HMC Home Media Center IEEE 1394 Ethernet PLC Wireless PAN

국방 IT의 현재와 미래 v 국방 IT의 중요성 § 한국은 매년 6조원의 국방 전력투자비 중 90%를 외국(미국)에 지출 § 현대 무기체계의 특성상 50 -80%를 IT부문이 차지하고, 성능을 좌우 § 미 Northrop Grumman사는, 항공분야를 줄이고 정보/전자 분야는 확대 - 항공분야는 10년 전의 82%에 비해 현재는 16%로 감소 - 대신 정보/전자 분야 비중은 54%로 확대 추세 § 미 Raytheon사의 경우 전자부문 위주로 매출 16. 9 B$ (약 20조원) 달성 § 한국의 발전된 IT산업수준에 비해 국방 IT분야의 국산화율은 매우 저조 v 소개 범위 1. 감시/정찰, 정보 체계(ISR) * 토론 및 휴식 2. 현대전과 전자기술 * 토론 발표자: 임춘택 박사 (ADD선연) * SAR 위성 개발담당 tigerim 7@hanmail. net T. 017 -672 -1487

ISR의 정의: 기본개념도 감시/정찰 감시위성 정찰위성 적 고공감시기 무인정찰기 항공정찰기 해상초계기 지상/해상 레이다 첩보 활용 정보처리/종합

ISR의 필요성 주변국 감시소요 증대 · 전장 범위 확대 (대북한 주변국) · 중장거리 미사일 등 군사적 위협 증가 국방외교환경 변화 · 평화유지 및 군축감시를 위한 정보수집 요구 전쟁개념 변화 정보 획득의 · 정보전자/과학전 우월성 확보 요구 · 무인 정밀타격전 · 북핵 위협 증가에 따른 · 비살상 인공지능전 대응 정보전력 필요 자주적 ISR 구축 필요

미국의 정찰위성 Lacrosse : SAR 탑재 • 배경: 광학 정찰위성인 KH시리즈 의 기상영향 및 야간정찰 능력 제한 을 극복하기 위해 ’ 76년 개발착수 • 해상도: 1. 5 m(공식적), 0. 6 m(추정) • 운용궤도(1호): 고도 680 -690 km, 경 사각 57도 • 태양전지 발전량: 10 -20 k. W(추정) • 태양전지길이: 한쪽만 50 m • 궤도은닉을 위해 수일-수주일 간격 으로 궤도수정 15톤의 초대형 위성

독일의 정찰위성 SAR-Lupe: SAR 탑재 • 최고해상도 0. 5 m (SAR) • 수명: 10년(종전의 2배) • 2005년에 발사예정 • 총 5 -9대를 동시 운용 대당 가격 800억원

일본의 ALOS 위성: SAR, EO탑재 • 최고해상도: 2 m (SAR) : 2. 5 m(EO) • 2003 -2004년에 발사 군용으로 추정됨

미국의 국가 정보체계 (DOD+CIA) 기타 영상 정보 (30% ) 신호 정보 (60%) 미 정보 수요통계

한국군 구축대상 정보 영상정보 (SAR, E-O, 사진) 항공기, 비행정 잠수함 음향정보 (능동, 수동) 신호정보 (통신, 전자) 위성 RPV 지상수신소(데이터링크) 해저 수집 함정 지상 사용 처리, 저장, 도시, 시뮬레이션 음향 전파 지형 정보 표적 정보 영상 정보 신호 정보 음향 정보 분석 신호 영상 보고체계 정보 전송망 표적정보 (레이더) 헬기 표적위치, 이동, 식별 해저지형지물 위치, 주파수, 암호, *PRF 표적위치, 정보 레이더 이동, 식별 융합 (음향, 지형지물 영상, 위치결정, 표적위치, 속성판독 신호, 속도, 방향 표적, 식별 지형)

2부: 현대전과 전자기술 q 발표목적과 범위 q 전쟁과 전자기술의 발달사 q 현대전과 전자기술 q 미래전과 전자기술 추세 q 국방 전자기술 현황 및 발전 방향 q 결론 및 제안

현대전의 특성(계속) q 인체조직과 비교 두뇌 지휘통제/컴퓨터 감각기 관 신경조 직 전자전 전자타격 무기 정밀타격 무기 공격수 단 전장감시 통신

미래전 양상(계속) q 21세기 지상군 병사 개인용 지휘통신 정보 장비 생명유지장비 야간 감시/망원경 방탄/보호의 전자식 자동 개인화기

홈네트워킹 기술 및 발전방향 2003. 5. 16. 박광로 krpark@etri. re. kr

정보-통신-가전기술의 융합 네트워크 인프라 및 정보화 역량 고도화 정책 필요 TELECOMMUNICATIONS ON ATI M FOR IN C EL ONS EC UM TR E ON R ICS After the Access Network - Post-PC - Ubiquitous computing Home Network Infrastructure - Digital Appliance - Intelligent Home

Home Network Schematic Network Termination Sweet Home Camera DVD DBS NIU x. DSL Telco NT Splitter Analog Phone Cable 1394 Firewire Thermostat ATU-R Cable Modem AC RJ 11 Splitter Washer Dryer Power Line Digital Phone Wire RG-6 RG Coaxial Cable

Home Gateway Connecting WAN and Home LAN UPn. P 유선 PSTN ISDN x. DSL 무선 이동통신망 B-WLL Satellite CATV망 Cable Modem Access Network OSGi - Protocol Converter - Bridge - Router - Traffic Isolation - Security - Home Automat. - Energy Manage 유선 Home PNA IEEE 1394 HAVi Jini 통신기기 음성급 비음성급 무선 Bluetooth 802. 11, 15 Home. RF Home Network 전력선통신 HWW 가전/RTOS 오디오 영상전화 DTV DVHS STB 디지털냉장고 디지털세탁기 X. 10 Home Network Server Home Gateway 정보기기 원격검침 Internet PC PDA 전자계량기 Notebook Scanner Home Network IA Devices

Home Gateway IEEE 1394 (밑면) WLAN (밑면) Vo. IP Fast Ethernet (WAN) (밑면) HPNA Switching Hub (밑면) ADSL VDSL Bluetooth 보안칩 상태표시 LED

광통신 : Fundamentals Chang-Hee Lee (chl@ee. kaist. ac. kr) Korea Advanced Institute of Science and Technology 2003. 4. 11

Photophone(A. G. Bell, 1880) Sun 200 m Transmitter vibrator & mirror Receiver Se crystal

Digital Transmission Hierarchy Voice channel bandwidth 8, 000 Hz sampling rate 8 bit/sample = 64 kbit/sec 7 x T 2 Frame time : 125 sec. . . T 4 or DS 4 MUX 274. 176 Mb/s T 3 or DS 3 MUX 44. 736 Mb/s 4 x T 1. . . T 2 or DS 2 MUX 24 x 64 kb/s. . . 6 x T 3 6. 312 Mb/s T 1 or DS 1 MUX 1. 544 Mb/s North American hierarchy

Digital Optical Transmission - Baseband transmission - Recovery of input data without error - Requires Nyquist channel(no intersymbol interference) Data in Transmitters/ MUX Optical fiber Optical amplifier DMUX/ Receivers Data out

컴퓨터비전: 30년과 그 미래 권인소 (In So Kweon) iskweon@kaist. ac. kr Robotics and Computer Vision (RCV) Lab. Division of Electrical Engineering Dept. of EECS KAIST

Applications of intelligent robots Interaction Distance between Robot and Human Target : Human Renovating Robot Surveillance Robot Entertainment Robot Space Robot Marketing Robot Sorting Robot Agriculture/ Forestry Robot Refueling Robot Hobby/ Recreation Robot Caregiving/ Rehabilitation Robot Firefighting Robot Cleaning Robot Underwater Robot Hotel/ Construction Robot Cooking Robot Office Robot Medical Robot

The retina Rods (100 M) Cons (5 M) Lights ------> Electric Horizontal Bipolar Amacrine signal Ganglion Light Data p

Object recognition: ambiguous figures • The interpretation shifts from one percept to the other. • The interpretations are mutually exclusive. – Perceiving just one of them at a time. • Both interpretations are multistable perceptions: – The two possible interpretations alternate back and force dynamically. – The two models compete each other: neural network. Human visual system goes beyond the optical information!!

경청하여 주심에 감사드립니다.