개설교과목

- 디지털시스템의 기초원리 학습및 기본 게이트 실습을 통한 기초 동작원리 이해

- 디지털시스템의 응용 동작원리 이해

- 문제풀이및 보고서 작성을 통한 이해력과 발표력 함양

- 기본실습을 통한 이론 이해

전기, 전자 및 통신의 부품과 회로의 기초가 되는 내용을 배우고 기본적인 회로법칙과 해석방법을 익힌다. 전기, 전자회로의 기본적인 개념과 동작원리를 익히며, 회로를 해석하고 실무에 응용할 수 있는 기초적인 능력을 기른다. 회로동작을 분석하는데 꼭 필요한 기본적인 개념, 원리와 법칙을 이해하고 이를 실생활이나 산업현장의 실제 문제에 적용할 수 있도록 회로를 설계, 조립 및 시험하는데 필요한 기술을 습득한다.

본 과목은 본격적인 프로그래밍 과정에 들어가기 전에 프로그램의 기본 원리와 프로그램 논리 등을 학습하는 과정으로 문제 해결을 위한 순서도 작성과 프로그래밍 기법을 실습한다. 데이터의 표현과 프로그램의 절차를 표현하는 순서도와 프로그램 논리의 핵심인 변수의 개념, 순서, 선택, 반복의 논리와 배열 등의 지식을 습득하여 전자공학 융합 교육에 필요한 프로그램 기본 역량을 배양하는데 수업 목표를 둔다.

1.조합회로의 응용회로들과 동작 이해 (가산기, 비교기, 디코도, 인코더, 멀티플렉서, 디멀티플렉서, 코드변환기등)

2. 디지털시스템의 순차회로중심의 플립플롭 동작이해와 응용이해

(1)플립플롭의 기본동작, S-R ,플립플롭, D 플립플롭, JK 플립플롭, T플립플롭등

(2) 비동기입력이해 (3) 플립플롭의 동작특성 (4)멀티바이브레이터의 동작등

3. 카운터의 종류이해, 설계법및 응용이해 (비동기식 카운터, 동기식 카운터, 기타 카운터및 IC화된 카운터등)

4. 디지털시스템의 응용 동작원리 이해

5. 문제풀이및 보고서 작성을 통한 이해력과 발표력 함양

C 언어는 하드웨어 제어와 응용 프로그램 개발 등 모든 분야에서 활용되는 가장 기본적인 프로그램이다. 사물인터넷(IoT), 임베디드, 데이터베이스, 네트워크, 어플리케이션 등 다양한 분야에서 사용할 수 있다. 프로그래밍 언어가 제공하는 다양한 자료형들을 이해하고, 해당 자료들을 컴퓨터에 저장하는 법, 연산자를 이용한 수식 처리와 제어문의 작동 원리, 배열, 포인터, 구조체, 함수 선언과 매개 변수 활용법들을 학습하여 응용 프로그램 작성 능력을 함양한다.

모든 전자소자의 기본인 반도체의 물성적 원리를 이해한다 . 반도체 출현의 계기가 된 양자역학의 역사적 흐름과 기본 원리를 간단히 학습한다 . 또한 진성반도체 및 외인성반도체의 특성을 이해하고 나아가 반도체의 가장 기본적인 구조인 PN접합의 원리를 이해 함으로써 다양한 형태의 다이오드와 트랜지스터의 구조를 이해하기 위한 기초를 익힌다. 특히 소자 설계 및 분석에 활용하기 위해 반도체 소자의 물성, 제조공정 그리고 소자에 대하여 학습한다.

AVR 계열의 8비트 MCU인 ATmega128 IC를 기반으로 구현된 실습용 보드를 활용하여 MCU 프로그래밍을 학습한다. 이를 위해 먼저 ATmega128 MCU의 내부구조와 외부 핀들의 기능을 이해하고, MCU 프로그래밍을 위한 통합개발환경을 숙지한다. 이를 바탕으로 실습용 보드를 활용하여 범용입출력 포트 활용 (LED 및 7-segment 상태 제어, Tact SW 상태 읽어오기)과 외부 인터럽트 활용 등을 위한 제어프로그램의 구동 원리를 이해한다.

Op-amp, 다이오드, BJT와 같은 전자회로를 구현하는데 필수적인 요소의 기본적인 동작 원리와 이를 응용한 선형 증폭기와 스위치 등의 동작 원리를 이해하고 분석하는 과목이다. 먼저, 각 회로 요소의 물리적인 동작 원리와 옴의 법칙, 등가회로, 주파수 특성 등에 관한 지식을 습득한다. 그리고 트랜지스터를 이용한 선형 증폭기, 다이오드를 이용한 정류기 등의 비선형 응용 전자회로, BJT를 이용한 선형 소신호 증폭기의 동작 원리를 이해하고 특성을 분석할 수 있는 지식을 습득한다.

전자기기의 기본이 되는 회로에 대한 기초와 동작 원리를 이해하기 위하여 실습한다. 옴의 법칙, 저항의 직병렬회로, 키르히호프의 전압 및 전류 법칙과 같은 직류 회로 법칙을 실험을 통하여 이해하도록 한다. RLC 직렬 공진회로, RLC 병렬 공진회로, 미분회로, 적분회로, 저역통과필터, 고역통과필터 대역통과필터 같은 각종 교류 회로의 특성과 중첩의 원리, 테브난의 정리, 노턴의 정리, 최대전력전달조건 등의 기타 회로 법칙에 대해서 실습한다.

본 과목은 선수 과목인 물리전자공학을 이수한 학생에 한하여 수업을 들을 수 있다. 선수과목인 물리전자공학에서 양자역학의 기초, 결정구조에 대한 이해, pn접합 소자의 물성 및 제조 공정을 이해하였다. 이를 바탕으로 바이폴라 접합트랜지스터 , JFET, MOSFET의 원리 및 물성에 대하여 학습한다. CMOS 집적회로의 제조공정을 이해함으로서 반도체 분야의 이해의 폭을 넓히고 나아가 VLSI설계 기술을 익히기 위한 기초를 학습한다. 또한 광전소자, 시스템반도체, AI반도체 및 차량용 반도체의 종류와 원리에 대해 학습한다.

AVR 계열의 마이컴인 ATmega128 기반의 실습용 보드를 활용하여 마이컴 프로그래밍을 학습한다. 이를 위해 ATmega128 마이컴의 전반적인 내부구조와 기능을 이해하고, GPIO를 활용한 대표적 예제인 2x16 문자 LCD를 활용하기 위한 제어프로그램 구현을 실습한다. 또한, 마이컴 내부에 구현된 특수 기능인 아날로그/디지털 변환기, 타이머/카운터, USART 등의 기능을 활용하기 위해 관련 레지스터들의 기능과 설정 방법, 그리고 이를 활용한 제어프로그램 구현을 실습한다.

FET (Field Effect Transistor)를 이용한 다양한 형태의 증폭기, 논리회로, 스위치 등을 이해하고 해석한다. 트랜지스터의 기본적인 특성, 바이어스, 증폭기 구조에 따른 특성 등을 설명한다. 증폭기 등의 주파수에 따른 응답 특성에 대해 알아보고 이를 개선할 수 있는 구체적인 방법에 대해 고찰한다. 연산증폭기의 기본구조 동작을 배우고, 이를 귀환 회로들과 같이 활용하여 다양한 회로 즉 비교기 미적분기, 능동필터 발진기 등을 이해하고 이를 해석하는 것에 관하여 배우게 될 것이다.

디지털 논리 회로의 기본이 되는 AND, OR, NOT, NAND, NOR, EX-OR와 같은 기본 논리회로에 대해서 익히며 이를 활용한 조합 논리 회로와 기억소자의 기초가 되는 RS, JK, D, T 플립플롭의 기능을 이해하고 이를 활용한 순차 논리 회로를 이해한다. 그리고 조합논리회로와 순차 논리 회로를 동시에 활용한 각종 디지털 응용 회로의 동작 원리를 이해한다.

시뮬레이션 및 실험으로, 전자소자 및 전자회로의 특성과 동작을 이해한다. 전자회로의 기본 소자부터 이를 결합한 응용 회로까지 단계별로 학습한다. 전자회로 실험에 필요한 핵심 이론을 토대로 실험회로에 대한 PSpice 모의실험과 실험 실습을 병행하여 전자회로 개념 확립한다. 기본 소자로 Diode, Tr, FET 등으로 실험한다.

ARM 계열의 대표적 32비트 MCU인 Cortex-M3 기반의 실습용 보드를 활용하여 임베디드 시스템의 프로그래밍 기법을 학습한다. 이를 위해 Cortex-M3 MCU의 내부구조와 특징을 이해하고, 실습용 보드를 활용하기 위한 통합개발환경 구축 과정을 이해한다. 그리고, 메모리 맵 기반의 레지스터 접근 방식의 프로그래밍 기법, 칩 벤더에서 제공하는 표준라이브러리 기반의 프로그래밍 기법, 그리고 CubeMX IDE 기반의 사용자 프로그래밍 기법을 실습한다.

AI 기술은 자율주행, 로봇, 사물인터넷, 임베디드 시스템, 반도체 등 전자분야에 필수적으로 적용될 기술 중 하나이다. 이와 같은 AI기술을 다루기 위해서는 수학적 기초이론인 선형대수에 대한 이해가 필수적이고 AI 프로그래밍을 위해서 관련된 파이썬 문법들을 이해해야 한다. 본 교과목에서는 AI 기술 학습을 위해 요구되는 선형대수 기초내용과 AI 프로그래밍에 필요한 관련 파이썬 문법을 학습하도록 한다.

FPGA 소프트웨어를 이용하여 (1) 디지털 로직 H/W를 설계, 시뮬레이션, 프로그래밍하여 ASIC 용 로직설계능력배양, (2) 디지털 공학, 응용 및 실습에서 배운 조합회로및 순차회로의 복습 및 소프트웨어 로직 구현, (3) 디지털시계 구현을 통한 통합설계 및 시뮬레이션 기법 학습, (4) Maxplus II 와 Quartus 소프트웨어의 사용법 실습, (5) Graphic editor를 이용한 회로설계 및 VHDL 언어 이해와 예제실습, (6) 시뮬레이션과 하드웨어와 관련 IC를 이용한 에뮬레이션 실습을 수행한다.

전자공학전공에서 학습한 전공지식을 바탕으로 그룹단위의 프로젝트를 진행하여 창의적 종합설계 능력을 갖춘 개발 엔지니어를 양성을 목표로 한다. 특히, 마이컴과 임베디드시스템의 하드웨어 설계 및 프로그래밍과 관련된 작품의 설계 및 구현과정을 학생들이 직접 수행하면서 산업체에서 필요로 하는 실무능력 및 문제 해결 능력의 향상 뿐만 아니라 창의성과 팀워크 능력을 향상함으로써 취업에 필요한 포트폴리오를 준비하고자 한다.

자율주행, 로봇, 사물인터넷, 임베디드 시스템, 반도체 등 전자 및 컴퓨터 분야에 적용될 AI 기술은 선형대수에 대한 이해와 파이썬 프로그래밍이 필수적이다. 본 교과목에서는 AI 기술 학습을 위해 요구되는 선형대수 기초내용과 AI 프로그래밍에 필요한 관련 파이썬 문법을 기초로 하여 Machine Learning의 개념을 이해하고 TensorFlow 기반에서 Machine Learning 구현을 한다.

RF 시스템 공학은 1.유무선 통신 시스템 2. 아날로그 및 디지털 회로 3. 반도체 회로설계 4. 마이크로웨이브 및 밀리미터웨이브 레이더 부품 및 시스템 5. 광통신 등의 분야를 공부하는데 필수적인 기초 과목이다. 정상 전계(Steady Electric Field), 정상 자계(Magnetic Field)와 시변 전자파(Time-VaryingElectromagnetic Wave) 및 그 응용(전송선로, 평면파 전파 및 반사, 도파관, 안테나 등)에 대하여 학습한다. 우리는 4G LTE 및 Wi-Fi로 대표되는 무선통신의 시대에 살고 있고 이제 무선통신은 우리 생활에서 잠시도 뗄 수 없는 요소가 되었다. 5G부터는 Massive MIMO 기능이 적극 도입되어 현재보다 전송속도가 100배 이상 빨라지는 5G 무선통신 시대를 목전에 두고 있다. 국방분야에서는 미사일 방어체계에 사용되는 첨단 레이더를 국산화해야 할 필요성이 절박해진 국면에 처해 있기도 하다. 이 과목을 통하여 학생들은 전계 및 자계의 특성을 이해하고 전자기파가 공간에서 전파(propagation)되는 원리 및 안테나의 원리를 정성적, 정량적으로 이해함으로써 첨단 무선통신 분야 엔지니어의 소양을 기를 수 있다.

AIoT 프로그래밍 교과목에서는 IoT 등과 같은 임베디드 기기를 활용한 AI 기반 프로그래밍을 학습한다. 이를 위해 먼저 기본적인 Java 기본 문법을 이해하고 안드로이드 기반의 모바일 프로그래밍의 기초를 익힌다. 그리고 인공지능 기술인 Deep Learning의 개념을 이해하고 기본 개념들을 TensorFlow를 이용하여 실제 구현해 본 후, 안드로이드 기반 모바일 기기에서 인공지능 기술을 활용할 수 있도록 한다.

정보 교환이 시간과 장소에 제약 받지 않고 여러 가지 무선통신 및 네트워크 기술의 발달로 다양한 단말기 간에 통신이 가능하고 있고, 현재 사물인터넷(IOT)을 이용해 사람과 사람, 사람과 사물 또는 사물과 사물 간의 정보 교환이 광범위하게 이루어지는 사회가 만들어지고 있다. 통신 기술은 현대의 정보사회를 구축하는 필수요소가 되었고, 산업체에 종사하는 많은 기술인들이 어느 정도 필수로 알고 있어야 하는 기술이 되었습니다. 배운 아날로그 통신이론 변조(AM,FM,PM)를 바탕으로 디지털 신호를 이용한 디지털 통신에 대한 내용을 다룬다. 본 수업을 통해 5G, Wifi, CDMA 등 다양한 디지털 통신의 기본과정을 이해하는 것이 목적이다.