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서강대 전자공학과 캐드연구실

CAD & Embedded Systems

     - CAD (EDA: Electronic Design Automation)

   EDA는 반도체나 전자 시스템을 설계하는 엔지니어들이 사용하는 설계 방법론이나 설계 도구들을 통칭 한다. 여러 가지 EDA 기술은 전세계 20만명 이상의 반도체 설계 엔지니어들이 사용하고 있다. EDA 기술은 오늘날 전자 장치과 시스템 설계에 있어 반드시 필요한 것이 되었다. 개인용 컴퓨터, 통신 장비 등의 전자 장치들과 복잡한 제어 시스템들은 EDA 도구를 사용하지 않고는 개발되기 어렵다.

   EDA 도구들은 수십개의 전자 제품 생산 업체들과 Cadence, Synopsys 등의 대형 EDA tool 회사에서부터 'point solution' 과 같이 특정 목적을 위한 EDA tool 만 만드는 작은 회사들까지 500개가 넘는 회사들이 존재한다. 일반적으로 EDA 도구들은 다음과 같이 분류 할 수 있다.

   1. Design entry tools :

        - schematic 편집기, 블록 다이어그램, state 다이어그램 도구, 하드웨어 기술 언어 편집기, 그리고 상위 레벨 설계 시스템 등

   2. Simulation tools:

        -  아날로그 및 디지털 시뮬레이터, 타이밍 시뮬레이터, HDL 시뮬레이터, 신호 무결성 분석 도구 등

   3. Synthesis tools:

        - 상위 수준 설계 기술로부터 실제 하드웨어 생성 과정을 자동화하기 위한 도구들

   4. IC layout tools:

        - layout 편집기, 라우팅 도구, 장치 등에 특성화 된 도구

   5. Printed Circuit Board (PCB) layout tools:

        - layout 편집기, 자동 라우팅 소프트웨어 등including layout editors, automatic routing software, 설계 룰 검사기 등

    이외에 수많은 EDA 도구들이 설계 자동화를 위해 제작, 생산, 사용되고 있다.

     - Embedded Systems

   임베디드 시스템(Embedded System, 내장형 시스템)은 특정한 목적을 수행하도록 만든 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어의 결합체 이다. 즉, 내장형 시스템에서 컴퓨터는 특정 목적을 위해 설계된 시스템의 한 구성요소이다. 개인용 컴퓨터(PC)와는 달리 특정한 요구 사항을 가지고 있으며, 미리 정의된 작업(task)만을 수행한다. 개인용 컴퓨터는 하드 디스크와 같은 대용량 저장장치에 운영 체제를 내장하고 있다. 그에 반해, 임베디드 시스템은 운영 체제와 응용 프로그램들이 메모리에 저장되어 랩 디스크 기반으로 운영 체제와 응용 프로그램들이 구성되고 구동되는 시스템이다. 내장형 시스템의 종류는 너무나 다양해서 단순하게는 세탁기에서, 복잡한 로켓에 이르기까지 모두가 내장형 시스템이라 할 수 있다.

   전 세계에 존재하는 컴퓨터시스템의 90%가 내장형 시스템이라는 보고서도 있는 것으로 보아, 얼마나 많고 다양한 생활 구석구석까지 이용되는지 알 수 있다. 제반 응용 프로그램의 전반적 고성능 실행을 목적으로 하는 범용 컴퓨터 시스템과는 달리 특정한 목적을 수행하기 위해 설계되고, 또 그특정한 목적을 수행하기 위한 최적의 하드웨어와 소프트웨어로서 원하는 기능의 요구조건을 만족시켜야하는 점에서 범용시스템의 설계와는 크게 다르다고 할 수 있다. 내장형 시스템에 대한 연구와 개발은 이미 컴퓨터의 역사와 맥락을 같이 해 왔다고 볼 수 있을 정도로 오래 되어왔다. 하지만, 비교적 최근에 들어서야 많은 관심이 고조되고 있는 이유는 내장형 시스템이 복잡해지고 있다는 점이다. 반도체기술과 통신 기술의 급속한 발전은 인터넷의 일반적인 보급과 더불어 세상을 바꾸어 놓았다. 예를 들어 멀티미디어라고 불리는 다양한 정보 매개체는 단순히 한번에 한가지의 매개체만 전달하던 정보처리의 세계를 완전히 바꾸어 놓았다. 단순히 문자만을 교환하던 전자메일이나, 목소리만을 전달하던 전화선이 대량의 동영상이나 음악을 전달하는데 쓰이고, 이런 다중 매체 처리기는 실제로 하나의 정보만 처리하는 정보처리기기들의 결합이라고 볼 수 있기 때문에 내장형 시스템의 설계 복잡성은 빠르게 증가해 왔다.

   이런 제반 기술의 급속한 발전은 내장형 시스템의 소형화/경량화, 고성능화, 다기능화, 및 다양화를 가능하게 하였다. 즉, 과거에는 단순한 하드웨어와 고정된 소프트웨어의 결합으로 보드(board) 상에서 구현되었던 것이 내장형 시스템의 일반적인 구현 방법이었다고 하면, 현재에 와서는 엄청난 양의 특화된 하드웨어와 아주 복잡한 소프트웨어가 효과적으로 실행되도록 설계된 고성능 프로세서가 하나의 칩 안에 집적되게 하는 SoC (system-on-chip) 개발이 일반화 되어가고 있다. 이는 사람들로 하여금 간단한 휴대폰 단말기 한 대로 전화, 인터넷, MP3 음향기기, 휴대 메모리 장치 뿐 아니라 디지털 카메라로도 사용을 가능하게 하고 있다.

   이러한 기술적인 발전에 의한 내장형 시스템의 설계는 엄청난 시장의 성장을 예고하며 어림잡아도 3-4년 내에 내장형 시스템의 시장규모는 전 세계적으로 3000억 달러에 이를 것으로 전망되고 있다. 특히나 디지털 가전 기기와 멀티미디어 및 통신 기기의 시장은 가히 폭발적으로 증가될 것이 예상되고 있다. 또한 가전기기들과 정보통신 기기들이 하나로 통합되어 가고 있는 과도기에 있다고도 볼 수 있을 것이다. 이렇게 복잡한 기능을 갖고, 최고급의 성능을 유지해야하며, 더구나 빠른 시간 안에 다양한 대중의 요구에 맞는 제품을 만들어 내기 위해서, 내장형 시스템의 연구는 어느 때 보다 중요 해졌다고 하겠다. 이는 과거의 하드웨어와 소프트웨어가 독립적으로 개발된 후, 설계의 마지막 단계에서 결합되는 설계 방법으로는 도저히 시장의 고성능 및 빠른 생산 시간 (fast time to market) 요구 조건을 만족시킬 수 없으며, 하드웨어와 소프트웨어간의 끊임없는 상호연관을 통하여 동시에 개발/검증되는 방법이 내장형 시스템 설계에 있어 매우 중요한 과정 이 되고 있다.

 

재학생 현황

       - 석사과정 3명

       - 박사과정 2명

 

졸업생 현황

       - 석사  115 명

       - 박사   13 명

 

주요 진출 분야

       - ASIC 설계

       - Memory 설계

       - CAD tool 설계

       - Mobile을 위한 임베디드 시스템 설계

       - 대기업( 57명), 대학교수( 2명), 유학( 2명), 국외기업( 6명), IT벤쳐, 박사 진학 등

 

수행중인 프로젝트

       - 'Construction of a Compiler/Profiler-base 1차년도', 삼성전자(주), 2010.07~2011.06.

       - 'NEMO(Network Mobility)에 최적화된 모바일 미디어 게이트웨이 개발 2차년도', 중소기업청, 2010.06~2011.05.

       - 'ASIP설계를 위한 아키텍처 탐색 시스템 개발', 재단법인 한국연구재단, 2010.06~2011.05.

       - '나노 SoC 산업 육성을 위한 산학협력 혁신 클러스터 4차년도', 서울시산학클러스터, 2009.12~2010.11.

 
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