초록 ▼

최종목표
▶ SoC 플랫폼 개발
· 멀티코어 GP-GPU기반 인포테인먼트 플랫폼 개발
· 다중 애플리케이션 구동을 위한 이종 멀티 코어 기반 SoC 개발
· DDR SDRAM, SRAM, Flash 메모리 제어기 개발
· 스마트 애플리케이션 개발을 위한 센서 인터페이스 개발
· 고성능 SoC를 위한 AXI기반 버스 시스템 구조 및 인터페이스 설계
· End Product
- 8-Core GPGPU IP(HW)
- 병렬 GPGPU기반 실시간 이미지 렌더링 알고리즘의 S/W개발(SW)

최종목표
▶ SoC 플랫폼 개발
· 멀티코어 GP-GPU기반 인포테인먼트 플랫폼 개발
· 다중 애플리케이션 구동을 위한 이종 멀티 코어 기반 SoC 개발
· DDR SDRAM, SRAM, Flash 메모리 제어기 개발
· 스마트 애플리케이션 개발을 위한 센서 인터페이스 개발
· 고성능 SoC를 위한 AXI기반 버스 시스템 구조 및 인터페이스 설계
· End Product
- 8-Core GPGPU IP(HW)
- 병렬 GPGPU기반 실시간 이미지 렌더링 알고리즘의 S/W개발(SW)
- 스테레오기반 실시간 3차원 거리인식 알고리즘의 S/W개발(SW)
- SRAM 제어기 IP (HW)
- DDR SDRAM 제어기 IP (HW)
- Flash 메모리 제어기 IP (HW)
- SoC 통합 플랫폼 및 보드 (HW)
- AXI 기반 on-chip-network IP (HW)
▶ 응용 알고리즘 개발.
· 차선 이탈 경보 시스템 (Lane departure warning system,LDWS)
· 전후방 모니터링 시스템 (Front-rear monitoring system,FRMS)
· 운전자 상태 감시 시스템 (Driver state monitoring system, DSMS)
· 스테레오 카메라 기반 장애물 검출
· 스테레오 카메라 기반 보행자 검출
· 표지판 인식 알고리즘 구현
· 블랙박스 영상 개선
· 영상처리 기반 알고리즘을 이용한 Look-Around View
· End Product
- SIFT/SURF 알고리즘 (SW)
- SIFT/SURF IP (HW)
- Look-Around View (SW)
- 장애물 검출 (S/W)
- 보행자 검출 (S/W)
▶ 중소 Fabless 업체와의 네트워크
· 3개년에 걸쳐 양성된 인력의 30%/30%/40%를 중소 Fabless 업체에 취업
· 중소 Fabless 업체의 수요에 기반한 공동 기술 개발 및 인력 양성
· 참여 대학과 참여 기업간 교류 활성화를 통한 취업 독려

개발내용 및 결과
◎ 8-core/Multi-thread GPGPU 개발
- 8-core 병렬 구조
- 12thread/12stage pipeline 구조
- Dual-phase/pre-fetch Unified Shader core
- Shader 명령어기반 thread management
- GPGPU기반 Co-design을 위한 검증 툴 개발
- GPGPU기반 3D 그래픽 랜더링 파이프라인 개발
- 랜더링 가속화 래스터라이저 IP 탑재
- Tile기반 Texture를 이용한 실시간 이미지 랜더링
- OpenGL ES 2.0 API 지원
- Compiler 개발
- GPGPU 성능 및 전력 분석
- GPGPU의 메모리 접근 패턴 및 대역폭 분석
- Multi-core GPGPU를 효과적으로 활용한 알고리즘 구현
◎ 이종 멀티코어 기반 자동차 인포테인먼트 SoC 플랫폼 개발
- DDR2 SDRAM Memory controller 개발
- One channel Synchronous NAND Flash controller 와 통합모듈 개발
- MSI Cache Coherence Protocol 기반 Cache Snoop controller 개발
- SoC 플랫폼 기능 검증을 위한 Firmware 소프트웨어 개발
- CPU-GPU 데이터 공유 구조 하드웨어 개발
- Synchronous NAND Flash 성능 향상
- 50MHz 멀티코어 기반 SoC 플랫폼 및 FPGA 플랫폼 보드 구현
◎ AXI4 호환 온 칩 네트워크 개발
- AXI 버스 구조 설계를 위한 메모리 접근 패턴 분석
- AXI 버스 구조 설계 및 평가
- Outstanding address 지원
- Out-of-order completion 통신 지원
- AXI-to-AHB 브리지를 통한 AHB IP 지원
- AXI-tp-APB 브리지를 통한 APB IP 지원
- 동작주파수 200MHz@90nm
- 최대 동시 8채널 지원
◎ AHB 버스 매트릭스 개발
- AHB 호환 3x9 버스 매트릭스
- AHB-to-APB 브리지를 통한 APB IP 지원
- 동작주파수 100MHz@0.13um
- 최대 동시 4채널 지원
- 32비트 주소, 32비트 데이터
◎ 영상처리 기반 알고리즘을 이용한 Look-Around View
- AVM, ALDWS 알고리즘 구현
- 어안렌즈 왜곡 보정
- 역원근 변환으로 Bird's eye View 생성
◎ 차선 이탈 경보 시스템
- AVM영상에서 차선검출
- 검출한 차선으로 차선이탈 판별
◎ 운전자 상태 감시
- CHT 기반 눈동자 검출 알고리즘 구현
- 운전자의 눈동자를 추적/판단하여 졸음상태 판단/경보
◎ 스테레오 카메라 기반 장애물 검출
- Optical flow 및 object segmentation 기반 장애물 검출 구현
- 장애물 검출 알고리즘의 성능 분석
- 검출된 장애물과 카메라 사이의 거리 측정 알고리즘 구현
◎ 스테레오 카메라 기반 보행자 검출
- Haar-like 와 HoG 기반의 2-stage 보행자 검출 알고리즘 구현
- 보행자 검출 알고리즘의 성능 분석 및 다른 연구와의 비교
◎ 스테레오 카메라 기반 주차 보조
- 스테레오 카메라 기반 깊이지도 생성 알고리즘 개발/구현
- Line, Corner Point 검출 통한 ROI 생성 및 Haar-like feature 기반 자동차 검출 통한 주차 가능 공간 파악
◎ 교통 표지판 인식
- Circle과 Line Hough Transform을 통한 표지판 검출
- 학습된 Decision Tree를 통한 표지판 인식
◎ 블랙박스 영상 개선 및 지능형 블랙박스
- 블랙박스로부터 입력된 영상을 영상 개선 알고리즘인 Retinex 처리
- 입력된 영상의 왜곡 보정
- 역광 및 주/야간 영상을 상황에 맞게 보정하여 영상 개선
◎ SIFT/SURF 알고리즘 구현 및 H/W IP 개발
- VGA 15fps @100MHz

기술개발 배경
- 네비게이션, 블랙박스, AV 시스템과 차량, 차선, 보행자 및 건물 인식과 운전자 상태 감시 등 안전주행과 각종 편의기능을 제공하는 스마트 자동차용 인포테인먼트 시스템에 대한 요구가 지속적으로 증가.
- 프리스케일사는 자동차 전용의 마이크로 콘트롤러를 개발하여 고성능 ECU를 중점으로 전기 자동차 및 스마트 자동차용 반도체를 선점하고 있고, 현대 기아차가 마이크로 소프트와 전략적 제휴를 맺고 차량용 인포테인먼트 시스템, 텔레매틱스 등 차량 IT분야의 핵심 기술 선점이 중요해지고 있음.
자동차용 부품 생산은 AV 시스템 및 텔레매틱스 단말이 주종을 이루고 있으며 차량용 전장 ECU는 거의 100% 지멘스, 보쉬, 델파이 등 세계적인 전장 업체들로부터 수입되고 있어 차량 ECU 기술의 국산화를 위한 연구 및 개발의 필요성 높음.

핵심개발 기술의 의의
ECU(Electronic Control Unit) 분야의 핵심 기술 연구 및 개발을 통한 국산화에 기여.
대용량 데이터 처리와 복잡한 알고리즘 처리에서 강점을 가지는 GPGPU를 개발. 스마트 자동차에서 응용될 영상처리 및 컴퓨터비젼 알고리즘은 GPU의 대용량 병렬처리 구조에 적합.
스마트 자동차용 IP 개발 및 검증을 위한 멀티코어 프로세서 기반 SoC플랫폼과 FPGA플랫폼 보드 개발은 Fab비용의 증가에 따라 SoC 시제품 생산 이전에 철저한 시스템 검증이 필요한 상황에서 하드웨어 IP와 디바이스 드라이버 소프트웨어를 동시에 검증할 수 있도록 해주어 성공적인 SoC 제품 생산을 가능하게 해주고 불필요한 non-recurring engineering을 줄여 제품의 개발 비용을 줄여줌.
응용알고리즘 개발을 통한 안전주행 및 각종 편의기능 제공.

적용 분야
- 교통사고 예방과 자동주행, 주차보조
- 스마트 자동차, 스마트 폰과 같은 멀티미디어, 3D 그래픽스가 결합된 애플리케이션을 이용하는 인포테인먼트 시스템

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)