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본 연구는 스마트폰용 저전력/저복잡도 OIS 컨트롤러 SoC 설계를 위한 방법을 연구하고 검증했습니다. 자이로스코프 샘플링 주파수를 낮추고, 퍼지 알고리즘과 BACF/DCF를 결합한 자이로 필터를 사용하여 성능을 유지하면서 전력 소모를 줄였습니다. PWM 구동 방식을 통해 소모 전력을 50% 절감하고, DSP 코어를 활용하여 면적 및 전력 소모를 줄인 SoC를 구현했습니다.
Power management techniques for integrated circuit design
SOI circuit design concepts
Unleash the system on chip using FPGAS and Handel C
CMOS fractional-N synthesizers : design for high spectral purity and monolithic integration
Memory, microprocessor, and ASIC
The gmID methodology, a sizing tool for low-voltage analog CMOS circuits : the semi-empirical and compact model approaches
FPGA prototyping by VHDL examples : Xilinx MicroBlaze MCS SoC
Design of low-voltage CMOS switched-opamp switched-capacitor systems
FPGA prototyping by systemVERILOG examples.
SOC 설계 응용 및 실습
Introduction to VLSI systems : a logic, circuit, and system perspective
Low power design in deep submicron electronics
Design of very high-frequency multirate switched-capacitor circuits : extending the boundaries of CMOS analog front-end filtering
Switched-capacitor techniques for high-accuracy filter and ADC design
Gain-cell embedded DRAMs for low-power VLSI systems-on-chip
Power management of digital circuits in deep sub-micron CMOS technologies
Low-power CMOS digital pixel imagers for high-speed uncooled PbSe IR applications
CMOS continuous-time adaptive equalizers for high-speed serial links
디지털콘텐츠학회논문지
이승권, 공진흥ETRI Journal
김성철, 전성익, 조한진, 배영환, 김원종, YoungsooParkIEEE Systems Journal
Hsieh J.H.,Cai J.A.,Wang Y.N.,Guo Z.Y.JOURNAL OF SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY AND SCIENCE
WooIEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems
Singh K.,De Bruin B.,Jiao H.,Huisken J.,Corporaal H.,De Gyvez J.P.IBM Journal of Research and Development
Plouchart, Jean-Olivier; Zamdmer, Noah; Kim, Jonghae; Sherony, Melanie; Tan, Yue; Ray, Asit; Talbi, Mohamed; Wagner, Lawrence F.; Wu, Kun; Lustig, Naftali E.; Narasimha, Shreesh; O'Neil, Patricia; Phan, Nghia; Rohn, Michael; Strom, James; Friend, David M.; Kosonocky, Stephen V.; Knebel, Daniel R.; Kim, Suhwan; Jenkins, Keith A.; Rivier, Michel M.Energy Reports
Boutaghane, K.; Bennecib, N.; Benidir, M.; Benbouhenni, H.; Colak, I.IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers
Lin Y.J.,Lee Y.C.,Liu H.M.,Chiueh H.,Chi T.S.,Yang C.H.IEEE transactions on biomedical circuits and systems
Chang Z; Yang C; Zhang Y; Li Z; Gao H; Luo Y; Xu K; Pan G; Zhao BIEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems
Lukas C.J.,Yahya F.B.,Breiholz J.,Roy A.,Chen X.,Patel H.N.,Liu N.,Kosari A.,Li S.,Kamakshi D.A.,Ayorinde O.,Wentzloff D.D.,Calhoun B.H.IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, IEEE Trans. Microwave Theory Techn.
Kim, N.IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, Circuits and Systems II: Express Briefs, IEEE Transactions on, IEEE Trans. Circuits Syst. II
Chaput, S.; Brooks, D.; Wei, G.IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers
Cho J.K.,Jeong M.JOURNAL OF CIRCUITS SYSTEMS AND COMPUTERS
Ahmed, Mohammed Altaf; Abuagoub, Ali MaIEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers
Yung-Jen Lin; Yu-Chi Lee; Hao-Min Liu; Herming Chiueh; Tai-Shih Chi; Chia-Hsiang YangIEEE Journal of Solid-State Circuits, Solid-State Circuits, IEEE Journal of, IEEE J. Solid-State Circuits
Lallement, G.; Abouzeid, F.; Cochet, M.; Daveau, J.; Roche, P.; Autran, J.IEEE Transactions on Industrial Electronics
Cesar Rafael Claure Torrico; Clecio Jung; Emerson Giovani CaratiIEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems
Kim M.W.,Kim H.,Song M.,Kim J.J.Journal of Circuits, Systems and Computers
Mohammed Altaf Ahmed; Ali Ma Abuagoub한국정보기술학회논문지
김세호, 양현미, 김희석전선 / 대학원
이 강좌에서는 현 시점에서 본 반도체 소자의 각 세부 분야의 주요한 연구 주제에 대한 소개와 토의가 이뤄진다. 개설 학기에 따라 주제가 변하며, 이 강좌 내의 다른 주제에 대한 특강을 수강할 수 있다.전선 / 대학원
컴퓨터, 모바일기기, 데이터서버, AI 시스템 등 다양한 컴퓨팅 기기들의 성능은 그 시스템을 구성하는 각 칩의 연산 속도뿐만 아니라, 칩과 칩 사이에서 데이터를 주고 받는 통신속도 및 지연시간에 크게 영향을 받는다. 고속인터페이스 회로기술은 바로 칩 간의 데이터를 빠르게 주고받기 위한 회로 및 시스템 기술을 통칭하며, 전송선로 이론에 기반한 채널의 설계, 디지털 통신을 활용한 고속 송수신기 및 등화회로 설계, 그리고 정밀한 타이밍 생성 및 복원을 위한 phase/delay-locked loop 설계의 3요소로 구성되어 있다. 특히, 최근에는 디지털 시스템 설계의 효율성을 활용할 수 있는 ADC 기반의 송수신기, 칩을 구성하는 새로운 방식인 칩렛(chiplet)에 필요한 고밀도 저전력의 die-to-die 인터페이스, 그리고 칩상에 집적되는 광소자를 이용한 광통신 회로인 실리콘 포토닉스 등이 새로운 동향으로 떠오르고 있다. 본 교과목은 다양하게 활용되는 고속인터페이스 설계에 필요한 회로뿐만 아니라, 시스템 설계에 필요한 채널 이론, 통신 이론, 신호처리, 피드백 제어이론 등의 인접분야를 함께 다루고, 이들에 대한 통찰력 높은 이해를 통해 고성능, 저전력, 고밀도의 고속인터페이스를 구성할 수 있는 설계역량을 배양한다.전선 / 대학원
지난 수십 년간 발전해 온 CMOS 공정은 최신의 고성능 및 모바일 시스템을 설계하는데 중요한 역할을 수행하고 있다. 이 강의에서는 나노미터 스케일의 미세 공정에서 효율적인 디지털 시스템을 설계하기 위한 다양한 회로 설계 기법을 다루고 하드웨어 설계 과정에서 고려해야 할 신뢰성, 에너지 효율성 등의 요소를 자세히 살펴봄으로써 학생들의 디지털 시스템 설계에 대한 이해를 높인다.전선 / 학사
이 과목은 Deep-Submicron CMOS 디바이스 특성에 검토하고 디지털 집적회로의 분석 및 설계에 대해서 다루며 로직게이트, 산술회로, 그리고 메모리의 설계 및 최적화에 대해서도 다룬다. 마지막으로 인터커넥트, 전력소모, 클럭분배, 그리고 다양한 주제를 다룬다.전선 / 대학원
지난 수십 년간 발전해 온 CMOS 공정은 최신의 고성능 및 모바일 시스템을 설계하는데 중요한 역할을 수행하고 있다. 이 강의에서는 나노미터 스케일의 미세 공정에서 효율적인 디지털 시스템을 설계하기 위한 다양한 회로 설계 기법을 다루고 하드웨어 설계 과정에서 고려해야 할 신뢰성, 에너지 효율성 등의 요소를 자세히 살펴봄으로써 학생들의 디지털 시스템 설계에 대한 이해를 높인다.전선 / 학사
디지털 시스템 설계과목에서 배운 기본적인 개념 위에 하드웨어와 소프트웨어의 양쪽 면에서 컴퓨터 구조와 조직과 관련된 분석과 설계 기법들을 배운다. 컴퓨터 구조론은 데이터 구조와 마이크로 아키텍처 하드웨어 구현에 대한 이해와 데이터의 흐름과 제어를 위한 추상화 레벨인 ISA(Instruction Set Architecture)에 관한 내용을 주로 다룬다. 그리고 마이크로 아키텍처와 ISA에 대한 이해를 기반으로 간단한 시스템 구현을 실습해 봄으로써 현재 많이 사용되고 있는 HDL의 숙련된 사용에 도움에 되고자 한다.전선 / 학사
최근 AI 가속기와 AI 칩은 자율 주행 차, 스마트 홈, 로봇 공학 등에 필연적으로 사용될 것이기 때문에 향후 경제 성장에 중요한 역할을 하게 될 것이다. AI 칩은 저 전력을 사용하여 인공 지능 작업을 더 빠르게 처리하도록 특별히 설계된 차세대 마이크로 프로세서를 의미한다. 이 수업에서는 AI 애플리케이션을 위한 디지털 시스템 설계와 관련된 기본적인 지식을 공부하게 되며 크게 2부분으로 나뉜다. 첫 번째 파트는 RISC-V 프로세서, SRAM / DRAM 메모리 및 메모리 컨트롤러, 버스 상호 연결 및 인터페이스 (예 : UART, I2C)와 관련한 중요 주제를 배움. 두 번째 파트에서는 첫 번째 파트에서 더 발전해서 카메라 인터페이스 및 디스플레이 패널과 같은 고급 주제를 다룬다.전선 / 대학원
본 강좌는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 반도체 공정 및 소자특성을 개발하고 최적화 과정을 소개한다. 시뮬레이션을 사용하면 새로운 반도체 공정 기술을 개발하고 소자 특성을 최적화 할 때 실제 웨이퍼 실험을 진행하는 것보다 소요되는 비용을 절감하고 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서 현재 반도체 산업계 현장에서 시뮬레이션에 의존도는 계속 높아지고 있다. 본 강좌에서는 다양한 시뮬레이션 툴을 이용하여 인공지능반도체 소자를 제작한 후 소자의 전기적 특성을 평가하는 소자 설계 프로젝트를 수행한다. 이를 위해 식각, 증착, 이온 주입, 열 공정, 산화와 같은 다양한 공정을 시뮬레이션 해주는 툴을 이용하여 소자를 제작한 후, 소자 시뮬레이터를 사용하여 직접 제작한 반도체 소자의 전기적 특성을 예측하게 된다. 또한, 대부분의 시뮬레이터 작업에서 사용하는 Tcl 언어에 대해서 학습한다. 반도체 소자의 아날로그 부분과 디지털 부분의 동작을 통합하여 전체 시스템의 성능을 평가하고 최적하는데 도움이 되는 Mixed mode simulation을 수행하는 예제 및 SPICE 모델 추출하는 예제등을 학습한다. 최종적으로 시뮬레이션 틀을 이용하여 학생 개인별로 선택한 소자를 직접 제작하고 그 소자의 전기적 특성을 분석하는 프로젝트를 수행한다.전선 / 학사
연구실에서의 연구참여 활동을 통하여 전공 지식을 심화 학습한다. 각자가 원하는 연구에 참여하며 그 연구에 대한 직접적인 경험을 갖는다.전선 / 학사
이 과정은 아날로그 CMOS 집적 회로의 분석 및 설계를 다루며, 기본 사항과 학생과 실무 엔지니어가 오늘날 산업에서 마스터해야하는 새로운 패러다임을 강조한다. 아날로그 회로 설계에는 직감과 엄격함이 모두 필요하기 때문에 각 개념은 직관적인 관점에서 처음 도입 된 후 신중한 분석으로 처리된다. 특히 이 과정은 CMOS 아날로그 IC 설계의 일반적인 주제를 다룬다. 바이어 싱, 잡음, 단일 단계 증폭기, 차동 증폭기, OP-Amp, OTA, 주파수 도메인 분석, 능동 필터, 발진기 및 PLL. 코스의 초점은 CMOS IC 설계에 있지만 바이폴라 및 BiCMOS 기술의 설계도 소개한다. 디자인 프로젝트는 코스의 핵심 구성 요소이다.전선 / 학사
디지털 시스템 설계과목에서 배운 기본적인 개념 위에 하드웨어와 소프트웨어의 양쪽 면에서 컴퓨터 구조와 조직과 관련된 분석과 설계 기법들을 배운다. 컴퓨터 구조론은 데이터 구조와 마이크로 아키텍처 하드웨어 구현에 대한 이해와 데이터의 흐름과 제어를 위한 추상화 레벨인 ISA(Instruction Set Architecture)에 관한 내용을 주로 다룬다. 그리고 마이크로 아키텍처와 ISA에 대한 이해를 기반으로 간단한 시스템 구현을 실습해 봄으로써 현재 많이 사용되고 있는 HDL의 숙련된 사용에 도움에 되고자 한다.전선 / 학사
본 교과목에서는 거의 한계에 다다른 CMOS 소자의 scaling 문제를 극복할 수 있는, 나노 기술을 응용한 새로운 소자 구조와 이들의 바이오 물질 등과의 상호작용에 대해 소개한다. 그리고 이러한 신소자들을 이해하고 연구하기 위한 기초적인 양자 및 소자 물리학, 그리고 이온전해질과 반도체 표면과의 관계에 대해 배운다. 전반부에서는 에너지 밴드, 유효질량, hole 등의 개념을 설명하기 위한 나노소자 물리의 기초를 다루고, 이를 토대로 다중 게이트 소자 같은 나노 FET 소자들의 최신 동향에 대해 소개한다. 후반부에서는 간단한 물리 및 나노소자 시뮬레이션 실습을 통해 학습한 양자 물리학에 대한 이해를 높이고, 직접 나노소자 및 전기-바이오 소자를 설계하고 그 특성을 분석해보는 기회를 갖는다.전필 / 학사
이 과목에서는 컴퓨터를 구성하는 주요 구성 요소들의 기능과 그들 상호간의 작용을 이해하고 이를 바탕으로 컴퓨터 시스템을 구현하는데 사용되는 여러 설계 기법들을 학습한다. 명령어집합, 중앙처리장치, 파이프라이닝, 메모리 계층구조, 입출력장치 등을 다루며 컴퓨터 발전의 역사적 고찰 및 컴퓨터 시스템의 성능 분석에 필요한 지식을 배운다.전필 / 학사
실리콘 전자 기기 분석과 증폭 회로의 주파수 응답에 대한 기본적인 이론을 배운다. 피드백이 있는 회로의 설계와 분석, 불안정한 피드백을 가지는 파워 증폭 회로를 이용하여 파형에 대한 기본적인 원리를 학습한다.전선 / 대학원
본 교과목은 단순히 기존의 가속기를 활용하는 수준을 넘어, 차세대 AI 반도체 분야의 창업 및 핵심 개발에 필요한 맞춤형 AI 추론 엔진 개발 능력을 배양하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 최첨단 설계 방법론인‘알고리즘-소프트웨어-하드웨어 통합 설계(Co-design)'에 대한 깊이 있는 이론과 실전 경험을 제공한다. 수강생들은 GPU와 같은 범용 하드웨어의 한계를 이해하고, 특정 LLM 알고리즘에 최적화된 하드웨어를 직접 설계함으로써 전력, 비용, 속도 측면에서 압도적인 경쟁력을 갖춘 엣지 AI 솔루션을 구현하는 방법을 학습한다. 특히, 최신 경량화 기술인 저비트 양자화(Low-bit Quantization) 기법을 알고리즘 단계에서 적용하고, 이를 C++ 기반의 고수준 합성(High-Level Synthesis, HLS)을 통해 FPGA 상에 하드웨어 로직으로 구현하는 전 과정을 실습한다. 최종적으로는 SoC(System on Chip) 환경에서 프로세서(PS)와 프로그래머블 로직(PL)을 연동하여 완전한 LLM 추론 가속 시스템을 구축하는 프로젝트를 통해, 아이디어를 실제 하드웨어 프로토타입으로 구현하는 역량을 완성한다.전선 / 대학원
마이크로파 대역에서 사용되는 수동소자의 해석 설계기법을 익힌다. 또한 여파기와 정합회로와 광대역화에 관한 이론을 공부한다. 한편 반도체 소자를 이용한 증폭기, 혼합기, 발진기 등의 능동회로의 동작원리, 회로해석 설계기법을 익히고 이를 MMIC화하는 과정을 공부한다.전선 / 대학원
인공지능반도체 산업의 기술적 진보를 이해하고, 미래의 AI 응용과 시스템 설계에 필요한 심화 지식을 제공하는 것을 목표로 한다. 이 분야의 혁신적인 연구에 기여할 수 있는 능력을 개발할 수 있도록, 아래와 같은 주제를 포함한 최신 기술과 이론을 소개한다. - AI 반도체 기술의 기초: AI 반도체 설계의 기본 원리와 기술적 배경을 소개하고, AI 알고리즘과 연산에 적합한 반도체 아키텍처의 기본 개념을 다룬다. - 고성능 컴퓨팅(HPC)과 AI: 고성능 컴퓨팅을 위한 AI 반도체의 설계 및 최적화 방법을 설명하고, 대규모 데이터 센터와 클라우드 컴퓨팅 환경에서 AI 알고리즘의 효율적인 실행을 지원하는 기술을 소개한다. - 에너지 효율적인 AI 반도체: 모바일 기기와 엣지 컴퓨팅 환경에 필요한 저전력 설계 기술, 에너지 효율을 최적화하기 위한 아키텍처 및 회로 설계 기법을 설명한다. - 뉴로모픽 컴퓨팅: 뇌의 작동 방식을 모방하여 설계된 뉴로모픽 컴퓨팅의 기본 원리와 AI 응용에서의 가능성을 소개한다.전선 / 대학원
CPU를 중심으로 I/O System, Memory System, Cache, Virtual Memory 등의 구조 및 설계 방법을 다루며, 이를 바탕으로 전체적인 컴퓨터의 조직을 이해한다.전선 / 학사
이 강의는 자동차, 로봇, 스마트폰을 비롯한 여러 산업기기와 생활 가전 전 분야에 활용되는 사물인터넷(IoT; Internet of Things) 기술을 적용하여, 다양한 객체들을 설계하고 제작하는 실습을 수행함으로써, 설계 감각과 창의성을 키우는 데 목적이 있다. 학생들은 코딩으로 사물인터넷(IoT)을 구동시키고 모니터링하는 방법을 학습한다. 마이크로 컨트롤러(아두이노, 라즈베리파이 등)를 활용하여 컴퓨터의 구조를 이해하고, 온도, 습도, 빛, 소리, 동작, 이미지 등 다양한 센서와 디스플레이, 모터 등 구동 장치들이 연결되는 것을 확인하고, 그 원리를 이해할 수 있도록 한다. 또한 IoT의 다양한 응용사례를 경험함으로써 기초부터 시제품 개발에 이르는 타 공학 설계 교과목들과도 연계할 수 있을 것이다.전선 / 대학원
CPU를 중심으로 I/O System, Memory System, Cache, Virtual Memory 등의 구조 및 설계 방법을 다루며, 이를 바탕으로 전체적인 컴퓨터의 조직을 이해한다.