16, 17, 18 양재 AI 허브 교육

일단 신청해봤는데, 확인해보니 DSP와 디지털 필터 설계 교육이다.

빨리 신호 및 시스템과 디지털 신호처리를 다 봐야겠다.

이후 여기에 기록할 계획이다.

 

 

DSP 설계 교육

HW설계 
논리회로 설계

디지털 신호처리
신호를 디지털로 처리하는 것
디지털로 변환된 신호를 처리하는 것

어디까지 알고 모르는 부분 구분하기

애매한 부분은 보충을 못한다.

정의 내리기가 중요하다.

디지는 자리수
이진수 십진수 십육진수일 수 있다.
숫자로 표현된 신호가 디지털이다.

신호처리
신호를 원하는 목적에 맞도록 처리하는 것
입력 신호를 어떻게 처리하여 출력할 것인가?
알고리즘

작업 내용을 구체적으로 순서대로 적어 놓은 작업 지시서
레시피

설계 사양 정의
입력 조건 
출력 조건 정의

입력을 어떻게 가공할 것인가?
어떤 작업 순서로 처리할 것인가?
세세하게 작성하기

중간에 리뷰할 수 있지만, 
방향이 잘못되어 있을 수 있다.
신호가 추가로 필요하다.

설계도면 빠지면 처음부터 다시해야 된다.

처음에 어떻게 처리할 것인지 고민해야 된다.
팀이 같이 리뷰하기
DRAM 쓰기 읽기 어떻게 구별?

TEST
충분히 진행해야 된다.

맞는 알고리즘 수집

디지털 신호처리 두 파트

알고리즘
제어(Control)
연산(Data flow, Math.)
알고리즘 선택시 설계가 가능하다.

연산을 해서 어느 시점에 내보낼지 
몇 클럭 후에 나가야 되는가?
제어 파트 정밀하게 설계

알고리즘 구현하는 수단
1. 컴퓨터
2. MICOM/DSP 하나의 칩으로 컴퓨터 기능 구현 cpu  memory 
======================= 여기는 컴퓨터 구조 폰 노이만 구조 따라 만듬
연산장치와 저장 장치를 분리 저장장치에 저장된 내용에 따라 연산 기능을 바꿀 수 있다.
하버드 아키텍쳐 개선한 것 싱글 프로세싱
3. FPGA 
4. ASIC 속도가 빠르다.


VHDL 공부용 강의 
AI 반도체 전쟁 선배?

디지털 회로를 구현한다.

gpu보다 더 많은 병렬 처리가 가능하다.
대량 생산 가능해서 가격이 낮다.
fpga는 최적화 된 것이 아니다.
가격이 비싸다.
gpu는 한계가 있지만 더 싸다.
그래서 여러개 사면 된다.

보급형 ai에는 적용이 불가능하다.
ASIC 로직 검증목적으로 사용
3,4개월에서 1년도 걸린다.

제조의뢰 비용 비싸다.
주문 후 들어오는 기간 3개월에서 1년
검증시 잘못 제작되면 리스크 크다.

회로도 를 VHDL 과 Verilog
50 : 50 
ASIC 공정은 사용자는 공정 파라미터 시뮬레이션은 Verilog 기반으로 제공
먼저 보급됨 먼저 많이 사용해서 
문법이 단순해서
VHDL
verilog가 좋다.
FPGA는 VHDL이 좋다.

Microprocessor Architecture
cpu와 같다.
Processor는 프로그램 메모리 말고는 연산 데이터 저장 외부 램에 사용한다. 이를 컴퓨터라 부른다.
마이컴 프로세서 
프로그램 메모리와 Data 메모리 같이 있는 것
연산을 위해서 메모리 어디서 불러올지 하나씩 실행
1,2불이면 된다.
플래시타입?

FPGA는 이미 지정되어있다. 회로 배선으로
신호처리하면 곱셈이 필요함
마이컴 안에는 곱셈기 없다. 덧셈기 여러번 처리한다.
비트 시프트 애더보다는 빠르다.

DSP는 곱셈기를 처리할 회로를 추가한 것

FPGA 와 ASIC
전달 지연시간 외에는 그대로 나온다.
곱셈기가 많아지면 칩이 커져야 된다.
동작속도는 우수한 결과

베릴로그 코드 간단.
데이터 타입 컨버젼 쉽다.

1. DSP IC로 구현한다.
2. FPGA로 구현한다.
3. ASIC으로 구현한다.
DSP 싸지만 느리다.
FPGA, ASIC은 바로 실행 가능
ASIC 빠르다. 만드는데 걸리는 기간 비용
양산 단가는 싸다.

처음 IC 이후 느리면
FPGA 이후 대량생산이면
ASIC

1. DSP IC
안정된 아키텍쳐
High Level Language로 구현 기본적인 검증 구현 C로
Core 기반의 Time Sharing 구조
싱글 프로세싱
처리 속도 및 전력소모 불리
2. FPGA
제한 없는 Multi-Processing
CMOS특징 신호 변환시 전력 소모, 대기 전력은 16uA

드론으로 측정장비 임베디드를 통해서 디스플레이 있으나,
백업 배터리 있으나, 운용시간은 2시간
직접만든 것은 10MHz로 구현했는데, 핸드폰 만밀리 암페어로 10시간 넘게 동작
로델 슈와르츠

FPGA는 동작 원할때만, 낮은 동작클럭으로 같은 연산 처리 가능
설계자가 타이밍 마진을 스스로 확보해야 됨

결국 하드웨어의 특성을 알아야 된다.

DSP IC

PAD 입출력 구조
CLB 조합회로와 순차회로 구성을 위한 블럭
C로직 블럭
여러 CLB로 구현 상호 연결 시간 필요함
반도체 딜레이 패드 딜레이, 배선 딜레이,
로직 딜레이
넷 딜레이 로직 딜레이 크게 2개
로직 딜레이는 나옴 미리 알고 있음
넷딜레이는 그때마다 달라짐

Synthesis
회로 합성보다는 
반도체 회사의 라이브러리로 재구성했다.
라이브러리로 컨버팅한다.
2NAND 회사마다 다르다.
카운터는 하드 매크로로 만들어놓았다.
제공 안되면 내가 구성을 해야 된다.
그러면 어떤 라이브러리로 구성되는지가 달라진다.
반도체 라이브러리로 맵핑시킨다.

배치 배선

칩상에서 로직이 어디에 구현
연결 방식이 나온다.
최소 경로로 나온다.

FPGA와 ASIC은 필요한 만큼 병렬 구성이 가능하다.

신호의 종류
1. Analog 신호
시간에 따라 변화하는 자연계의 모든 연속된 신호
음향 및 음성
영상신호
전압, 전기, 전류
센서를 통해 전기 신호로 변환
체중?
2. Digital 신호
-숫자로 표현된 신호
아날로그에서 디지털로 변환된 신호
순수 디지털 신호
성적
은행잔고
컴퓨터 데이터


아날로그 신호와 디지털 신호

전압 레벨이 H / L이냐 
기본 선 하나에 1비트
여러 선을 묶는다. 
따라서 0과 1의 신호라기 보다는
숫자로 표현되었다.

실제로는 값이 연결되어있다.

따라서 아날로그 신호이지만,

비교기를 사용해서 high low로 구별한다.

transient time 필요 트랜지션 필요

 

디지털 신호처리의 장점

1. 노이즈에 강함 저장 및 전송에 유리

인텔 인사이드, 잇츠어 소니?

 

아날로그회로설계 수준이 낮았다.

노이즈가 너무 심했다.

원하지 않는 유입된 신호

 

노이즈 신호를 필터로 제거 가능

아날로그 회로에서

 

일본 신제품 나오면 분해해서 부품 pcb 저항 값 측정

그대로 배끼기 그래도 품질이 달랐다.

반도체 사다 조립 가능

마이컴은 사다가 조립하면

소니 프로그램 전달하면 TI에 전달

그러면 소니에만 전달.

 

 

두팀 디지털 회로 설계

마이컴 프로그램 삼성에서 프로그램

가전제품 반도체 개발팀 2기로 입사

반도체 생산 자체적으로 해야 된다.

 

할수 있으나 잘하는지는 모른다.

 

아날로그 트렌지스터 출력 예측

아날로그와 디지털 확인

같은 나이인데, 2년제 고졸 기술전문학원 2년차

회사에 4년차 경력

회로 보더니 수식적고 노이즈 패턴 보고 주파수 보더니

캐패시터와 저항값을 튜닝

아날로그는 경험이다이런 수준이었는데,

수식으로 계산한다.

몇번 튜닝하니 노이즈 제거 됨

3분의 일 이하로 처리 가능

수식 설명 후 설명

노이즈 절반 이하

26대 40년대 아날로그 회로 바로 볼 수 있었다.

우수한 아날로그 엔지니어 육성이 있다.

삼성전자에는 숫자가 적어서 힘들었다.

 

육성 시스템이 안 갖춰져 있었다.

몇년 지나면 매니저로 빠졌다.

엔드유저는 아날로그 신호로 처리한다.

아날로그는 여전히 어렵다.

아날로그엔지니어가 핵심 분야가 필요하다.

친구도 아날로그 반도체 개발

브로드컴 개발 팀장

미국은 기술 엔지니어를 더 높인다.

 

미국 가전 산업이 일본으로 넘어간 시대

50년대에는 미국이 좋다가

일본으로 넘어갔다.

핵심기술은 미국이 최고이다.

 

반도체 설계 기술

디지털 솔루션 만들어냄

40대 50대 40대 넘어가면 새로운 것을 익히기 힘들다.

디지털 무시하다가

넘어갔다.

 

한국은 디지털로 넘어가서 한미 합작으로 성장했다.

 

노이즈가 수mv이하로 관리되면 안정적이다.

100mv에서 300mv정도 된다.

디지털에서는 무시할 수 있다.

신호를 구별할 수 있다.

 

한번 들어간 노이즈는 제거할 수 없다고 기준을 철칙으로

방사 노이즈 차단 금속 막대로 차폐

 

1. 정확한 연산

아날로그 회로에도 미적분, 덧셈기 뺄셈기 곱셈기 있다.

1%면 정밀하다. 정밀 연산 힘들다. 튜닝을 많이 해야 된다.

1. 다양한 산술연산가능

 

C언어로 다양한 알고리즘 나오면

이미 디지털 신호처리이다.

따라서 참고 할 수 있다.

 

디지털 신호처리 분야

1. 음성및 음향 신호처리 200Hz, 3KHz 20 ~ 20KHz
2. 영상 신호처리
3. 통신 신호처리
4. 자동제어
5. 기타 : 자율주행 등..

 

음성 신호처리

식사 시간 45분부터 45분까지

1. 음성합성
2. 음성인식

음절, 단어, 화자인식

1. 음성신호 압축:(Time Domain 중심)

DPCM vs DM

ADPCM vs ADM

 

마이컴

디지털 반도체

신호처리 개발 음성 합성

음성인식 tv 개발

화자인식이란 개념이 없었다.

 

음성인식 초창기 내 목소리에만 반응해야 된다.

 

AI나오면서 개편된다?

 

DPCM

Differential PCM

차이만 부호화

샘플링 노이즈

신호가 급격하게 안 변하면 최대 편차에 따라 샘플링 비트 수 줄어듬

데이터를 줄인다.

처리 속도와 저장 공간이 작아서 데이터를 줄이는 방법

디지털 성분은 정확히 추출

 

Delta Modulation

1bit Modulation

현재와 비교해서 크면 1 작으면 0

 

AD 컨버터, AD 슬라이스 이 값보다 큰지 작은지 분별

 

미군에서 사용?

정상적으로 들리지는 않지만, 어떤 말을 했는지 파악은 가능

암호화 안되도 못알아 듣는다.

 

음향 신호처리

1. 원음 추출 및 저장 : 고음질 추구

 

음향신호 압축 (Frequency Domain)

DCC:

 

Mini-Disc

 

MP3

 

 

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2일차 10월 17일

이 날은 주로 Modulation 에 대해 배웠다.

정확히는 AM과 FM이 어떻게 회로에서 구현되는지 배웠다.

AM은 Amplitude modulation이라서

 

 

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