it839 성장동력별 · 2008. 8. 19. · 디지털tv 가격하락, 서비스제공권역확대,...

(Part C)IT839 성장동력별하드웨어체계및핵심부품

본 고에서는 지난 5월호에 이어 IT839 성장동력중 Digital TV

및지능형서비스로봇의하드웨어체계도및핵심부품을다룬다.

가. 개요

고선명 상과 고품질 음향을 제공하면서 언제 어디서나 이용자가 원하

는 방송콘텐츠를 자유롭게 선택하고, PC처럼 다양한 부가서비스를 제공할

수 있는 지능형 TV를 말하며, 개념도는 (그림 1)과 같다.

나. 기술및시장동향

∙기술동향

세계 주요 지상파 디지털 TV 방송 표준으로 미국의 ATSC 방식, 유럽의

DVB-T 방식 그리고 일본의 ISDB-T 방식이 있으며 중국은 독자 표준을 개

발하고 있다. 현재 상용화된 지상파 DMB의 전송방식은 Eureka-147,

IBOC (In-Band-On-Channel), ISBD-TSB 등 크게 세 가지로 구분되며,

유럽 표준화 단체인 DVB는 유럽 ESA, 미국 HNS사를 포함한 다수의 업체/

기관들과 새로운 광 역 양방향 위성방송서비스를 위한 전송규격(DVB-S2)

을 준비하여 2005년부터 점진적 서비스가 예상된다(그림 2).

∙시장동향

디지털 TV 가격 하락, 서비스 제공권역 확 , HD프로그램 방송시간 연

장 등으로 2007년까지 디지털 TV 내수시장은 연평균 58%( 수기준)의 빠

른 성장이 예상되며, 2007년까지 디지털 방송장비 총수출액은 429억달러,

무역수지 흑자는 86억달러를 기록하여 새로운 수출전략 산업으로 성장할

전망이다. 디지털 방송의 보급 확산에 따라 PVR과 디지털 캠코더 세계 시장

규모는 2007년에 각각 61억달러, 177억달러에 달할 전망이고, 지상파용

STB는 향후 녹화기능(HDD 부착)을 지원하는 PVR로 발전이 예상되며, 이는

STB 가격하락을 저지할 것으로 예상되고 2003년의 STB 평균가격은 196달

러 수준에서 2007년에는 195달러로 큰 변동이 없을 전망이다(그림 3).

장선호 기술역∙공학박사[email protected], 이상호 연구원[email protected]

임문혁 연구원[email protected], 김 중 연구원[email protected]

(IT SoC 및 차세 PC 전문위원실, 정보통신연구진흥원)

IT839성장동력별하드웨어체계및핵심부품

Special Report

(Part C)

디지털TV

<그림 1> 디지털TV/방송 개념도

Special Report _11

<그림 2> 기술동향 및 발전전망도

12_ IT SoC Magazine

∙정책동향

세계 각 국은 정부주도의 강력한 디지털 전환 및 활성화 정책 추진으로

막 한 디지털방송시장 선점을 위한 노력을 경주하고 있다(표 1).

다. 경쟁력분석

∙기술경쟁력

지상파방송, 케이블방송, 위성방송, 실감방송, 디지털방송 콘텐츠, 방송∙

통신 융합 기술별로 세계 최고의 기술력을 보유하고 있다(그림 4). 지상파

방송의 경우 기술 경쟁력이 비슷하거나 앞선 부분이 있으나 케이블, 위성

방송, 방송 콘텐츠, 방송∙통신 융합 기술 등은 1~2년의 기술 격차가 있다.

∙인프라 및 산업화 역량

디지털 지상파TV 방송 전국망 조기완성 예정(2005년), 디지털 케이블방

송 도입(2003년) 및 양방향 데이터방송 실시(2004년), 고품질 다기능 위성

방송 서비스 플랫폼 구축(2003년) 등 활발한 방송 네트워크 인프라를 구축

하고 있으며, 한류 열풍과 활발한 한국 문화의 전파는 디지털 방송 콘텐츠

산업 발전의 토양이 되고, DMB 등 새로운 서비스 도입을 통한 신산업 창출

로 디지털 방송 서비스 확 를 위한 환경 구축이 되고 있다. PDP, LCD등

차세 디스플레이 분야에서, 유럽의 위성 DTV STB 시장에서 국내 기업이

경쟁력을 확보하여 TV 수상기 분야에서 세계적인 경쟁력을 유지하고 있다.

따라서 국내 기업들이 기존 가전 시장에서 확보한 브랜드 이미지를 활용

하면 디지털 TV 시장 진출이 용이할 것으로 전망된다.

∙SWOT 분석 (표 2)

라. 시스템블록다어어그램

시스템명 : EDOCR

1. 시스템 (모듈) 블록도 (그림5)

2. 국산화율(90%)

1) EDOCR RF/IF 수신부

- 일부 사용된 RF/IF 부품을 제외한 수신부 시스템은 국산화 완료

2) EDOCR 신호처리부

- 일부 사용된 FPGA 부품을 제외한 신호처리부 시스템은 국산화 완료

3) EDOCR RF/IF 송신부

- 일부 사용된 RF/IF 부품을 제외한 송신부 시스템은 국산화 완료<그림 4> 주요분야별 선진국과의 기술격차

<표 2> SWOT 분석

강점(Strength) 약점(Weakness)

기회(Opportunity) 위협(Threat)

- 디지털TV 기술경쟁력및생산능력우위

∙LCD, PDP 등핵심부품세계선도

∙ 상∙음향압축기술이세계적수준

- 기존 아날로그 TV 시장에서 국내 주요기업

의브랜드인지도가높음

- 세계최고의 초고속 정보통신망 구축에 의한

방송∙통신융합서비스개발환경이형성됨

- 디지털TV(STB 포함) 시장의폭발적 성장전망

∙2007년 세계시장 501억달러 예상(DTV

425, STB 76)

- 데이터방송, DMB 등 신규 서비스로 인한 새

로운시장창출이가능

- 아시아권에서 한류 열풍 등은 디지털 방송

산업에서 비롯된 고품질 방송 콘텐츠의 수출

에의한부가가치창출에좋은환경

- 저렴한 인건비로 원가경쟁력을 갖춘 중국의

급성장

- 경기침체로 인한 내수시장 축소, 수출감소

등전반적인산업활성화부진

- 통신분야에 비해 방송분야는 규제완화, 경쟁

체제 구축이 미흡하여 사업자의 발빠른 신

규서비스도입노력부족

- 방송제작 장비의 국산화가 미흡하고 방송사

의외국제품선호도가높음

- 디지털방송콘텐츠등의S/W가부족

<그림 3> 디지털TV 시장/수출 전망

국가

미국

유럽

일본

중국

한국

아날로그종료목표

2006년/

85% 보급

- 지상파 HDTV 방송실시

- 디지털 튜너 의무장착(2007년까지)

- DCATV Plug & Play 내장

- 콘텐츠 보호를 위한 방송 Flag 표시 의무화

- 디지털 지상파 자체표준 채택 예정(2004)

- 2003년 디지털 케이블 방송 개시

- 2005년 디지털 지상파 방송 개시

- 2008년 북경 올림픽 HD 방송

- 지상파 HDTV 방송실시

- 2005년 디지털 지상파 전국방송

- 지상파 HDTV 방송실시(2006년 전국방송)

- SDTV급 방송실시90~95% 보급

2010년/85% 보급

2010년/95% 보급

2015년

주요정책

<표 1> 정책동향

<세계 디지털 TV 시장 전망>

(출처: Cahners In -Stat(2003.2) (출처: ETRI(2003.10)

<국내 디지털 TV 수출 전망>

Special Report _13

Special Report

3. 핵심사양 (표 3)

1) PAM(PLL 생략)

4. 국내외 현황

1) ATSC 기술권고안 등록

- EDOCR 시스템은현재 ATSC 기술권고안등록을 위해 ATSC 회원사들

이투표를실시하고있으며3/4분기내로기술권고안으로등록될예정임

2) EDOCR 시스템을 적용한 단일주파수 망 구성

- 국내에서 ETRI는 KBS와 공동으로 EDOCR 시스템을 적용한 단일주파

수 망 구성 현장실험을 실시하고 있음

- 해외에서 ETRI는 CRC와 공동으로 EDOCR 시스템을 적용한 단일주

파수 망 구성 현장실험을 실시할 계획에 있음

시스템명 : E-xVSB중계기

1. 시스템 (모듈) 블록도 (그림 6)

2. 국산화율 (90%)

1) E-xVSB 신호처리부

- 핵심기술인 E-xVSB 송신알고리즘의 RTL 신호처리부 시스템은 국산

화 진행중

3. 핵심사양 (표 4)

1) 8-VSB와의 호환성을 유지하며 robust 스트림을 전송

4. 국내외 현황

1) ATSC 개정된 전송규격 표준화 추진/진행중

- 현재 실내/보행/이동수신의 수신성능 개선을 목적으로 ATSC에서는

새 로운 전송규격 표준화 작업을 진행중에 있으며, E-xVSB는 ATSC

산하 T3/S9에서 정식 제안안으로 표준화 채택에 한 논의가 진행중

시스템명 : E-xVSB 수신기


2. 국산화율 (90%)

1) E-xVSB 채널디코더

- E-xVSB 채널디코더 ASIC 국산화 완료

2) E-xVSB MPEG Demux/Decoder

- 현재 상용화된 국산 IC가 존재하며 이에 한 개발계획 없음

3. 핵심사양

1) VSB 수신성능개선 (표 5)

System time delay us 5 < 5 < 5

Input & output frequency Hz 0 0 0difference

Output signal to noise ratio dB 27 > 27 < 30

Feedback signal cancellation dB 0 < 4 < 3

<표 3> PAM

주요성능 Spec 단위세계최고 수준, 개발목표 spec보유국/보유기간(한국/ETRI) 당해 최종

<그림 5> EDOCR 시스템 블록도 <그림 6> E-xVSB 중계기 블록도

TS bufferingmodel 설정을 통한

문제해결Audio jittering issue 유/무

<표 4> 핵심사양

주요성능 Spec 단위

개발목표 spec

당해 최종

세계최고 수준, 보유국/보유기간(한국/ETRI, LG미국/Zenith, ATI,

Philips )

Audiodata 전송률/삽입

위치 조정을통한backward

compatibility issue제거

좌동

4. 국내외 현황

1) ATSC 개정된 전송규격 표준화 추진/진행중

- 현재 실내/보행/이동수신의 수신성능 개선을 목적으로 ATSC에서는

새로운 전송규격 표준화 작업을 진행중에 있으며, E-xVSB는 ATSC산

하T3/S9에서 정식 제안안으로 표준화 채택에 한 논의가 진행중임

시스템명 : 기가급 CMTS


2. 국산화율 (0%)

1) CMTS 시스템

- 현재 사용되고 있는 DOCSIS 1.1, 2.0 기반의 시스템은 전량 수입에 의

존하고 있음

- 본 과제에서 목표로 하는 기가급 CMTS는 개발되어 있지 않음

2) CMTS 상향 복조 모듈 및 MAC 처리 모듈

- 현재 전량 수입에 의존하고 있음

3) CMTS 하향 변조 모듈

- 현재 국내외적으로 DOCSIS 1.1 기반의 하향 변조부는 개발되어 있음

- 본 과제에서 목표로 하는 고속처리/광 역 하향 변조부는 개발되어 있

지 않음

3. 핵심사양

- 하향 1GMbps급 전송 속도 지원

4. 국내외 현황

1) CMTS 시스템

- Cisco Systems, ADC, Motorola Broadband, Terayon, Arris,

Juniper, Com21 등에서 DOCSIS 1.1 혹은 2.0을 지원하는 CMTS 상

용 장비를 개발하 음

- Terayon 장비만 DOCSIS 2.0을 지원함

- DOCSIS 2.0의 경우 지원할 수 있는 최 하향 40Mbps 정도이며 기

가급 CMTS 장비는 현재 개발되지 않은 상태임

2) CMTS 상하향 MAC 처리 모듈

- Broadcom, Correlant, Imedia 등이 DOCSIS 2.0 규격에 기반한 칩

셋을 개발하고 있음

시스템명 : 기가급케이블단말


14_ IT SoC Magazine

TOV를 만족하는

SNR 개선

<표 5> VSB 수신성능개선

주요성능 Spec 단위

개발목표 spec

당해 최종

세계최고 수준, 보유국/보유기간(한국/ETRI, LG미국/Zenith, ATI,

Philips )

dB 6 7~611(1/4rate적용)

<그림 7> E-xVSB 수신부 블록도

<그림 8> 기가급 CMTS 블록도 <그림 9> 기가급 케이블 단말 블록도

2. 국산화율 (0%)

- 단말 케이블모뎀등의 핵심 기능을 처리하는 칩을 전량 수입하여 제품

을 생산하고 있음

3. 핵심사양

- 하향 1Gbps급 케이블단말 모뎀기술 개발

4. 국내외 현황

- 6Mhz 역의 신호처리 모듈을 Broadcom등에서 공급하고 있음

- 본 과제에서 진행하고 있는 하향 1Gbps급의 케이블모뎀 처리기술은

개발되고 있지 않음

시스템명 : 데이터방송시스템


2. 국산화율

1) PSIP 서버(50%)

- PMCP(Programming Metadata Communication Protocol)를 적용

하지 않고, 각 회사에서 정한 규약에 따라 PSIP 정보를 생성, 전달하는

PSIP Generator 및 EPG(Electronic Program Guide) Manager 등

은 현재 국내외 여러 업체에서 개발 완료된 상태임

- PMCP 기반의 metadata communication을 이용하여 시스템 호환성

을 높인 PSIP 서버는 국내외에서 아직 개발되지 않았음

2) 리턴채널 서버(30%)

- 외국의 경우, 유럽을 중심으로 PSTN 기반의 단문 문자메시지 서비스

를 위한 리턴채널 기술은 보유하고 있으나, ACAP 기반의 양방향 데이

터방송을 위한 리턴채널 서버는 아직 구현단계에 있지 않음

- ACAP-J에 기반한 국내 양방향 데이터방송 서비스 기능은 ETRI, 지상

파방송사들에서 실험방송 예정(90%)이며, ACAP-X 기반의 양방향 데

이터 방송 서비스 기능은 현재 ETRI, 지상파방송사, 에어코드 등에서

개발(30%) 중에 있음

- 멀티 어플리케이션 관리 기능은 ETRI, 지상파방송사, 에어코드 등에서

개발 중이며 가전사와의 협의에 의한 지속적인 개발(10%) 하고 있음

- 보안/인증 기능 역시 ETRI, 지상파방송사, 가전사들과 기술 협의를 통

하여 지속적인 개발(5%)하고 있으며, 접속자 관리 기능은 보안/인증 기

능과 접한 관계로서 현재 지상파 방송사, ETRI, 에어코드 등에서 개

발(20%) 중임

- 리턴채널 서버 관리 GUI는 ETRI, 에어코드에서 기술 개발(10%) 중임

3) 데이터 서버(50%)

- 현재 ACAP(Advanced Common Application Platform) 기반 데이

터 서버는 ACAP 규격이 ATSC(Advanced Television Systems

Committee)에서 표준화 진행 중이므로 아직 상용제품으로 국내외적으

로 개발되지 않은 상태임. ETRI에서 표준화와 병행하여 개발 중임

4) 데이터방송 단말(70%)

- 데이터방송 단말 하드웨어 및 운용 미들웨어는 기업을 중심으로 국

산화 진행 중. 방송망을 통한 소프트웨어다운로드 처리모듈이나 지상

파/위성/케이블 방송매체에 공히 사용 가능한 ACAP 데이터방송 미들

웨어는 국내외적으로 상용화되어 개발되지 않은 상태임

3. 핵심사양

1) PSIP 서버 (표 6)

2) 리턴채널 서버 (표 7)

3) 데이터 서버 (표 8)

4) 데이터방송 단말 (표 9)

Special Report _15

Special Report

<그림 10> 데이터방송시스템 블록도

4. 국내외 현황

1) PSIP 서버

- 일반적인 PSIP 서버는 현재 국내외에서 상용제품으로 많이 개발되

어 있으나, PMCP 기반의 PSIP 서버는 국내에서 개발 중인 업체가

없음

- 국외에서는‘PETER STORER & ASSOCIATES, INC.’등 몇 개 업체

에서 PMCP의 일부 기능을 PSIP 서버가 아닌 일반 방송 서버에서 테

스트한 자료가 있으며, 아직 세계적으로 PMCP를 100% 적용한 PSIP

서버는 구현되지 않았음

2) 리턴채널 서버

- IP를 이용한 게임, 퀴즈, 홈쇼핑, 경매와 같은 다양한 양방향 서비스를

제공할 수 있는 ATSC 기반의 리턴채널 서버 기술이 있음. 주요 국내

개발 업체로는 에어코드, 알티캐스트가 있음

- 유럽의 경우, DVB-MHP 기반 리턴채널 서버 기술을 확보하여 서비

스 중임. 그러나 IP 기반이 아닌 PSTN(전화망)망을 이용한 단문 메시

지(SMS) 메시지 서비스와 같은 초보적인 서비스가 주로 이루어지고

있음

3) 데이터 서버

- 현재 ACAP 기반 데이터 서버는 국내외에서 아직 상용제품으로 개발

되지 않은 상태임

- ACAP 기반 데이터 서버를 실험시제품 수준으로 개발 중에 있는 국내

업체는 (주)에어코드가 유일함

4) 데이터방송 단말

- 지상파/케이블 연동을 통한 데이터방송 서비스를 위한 ACAP 표준화

작업이 진행 중이며, 이를 기반으로 한 데이터방송 단말을 국내외에서

개발하고 있는 상태임. 특히, 케이블 단말 업체들의 경우 케이블 방송

매체의 양방향 특성을 활용한 양방향 데이터방송 서비스 및 비즈니스

모델을 염두에 두고 단말 개발을 활발히 진행하고 있음

시스템명 : 맞춤형방송시스템

- MPEG-4 기반 화형 데이터 방송 시스템 -


16_ IT SoC Magazine

<표 6> PSIP 서버

주요성능 Spec

개발목표 spec

당해 최종

세계최고 수준,

보유국/보유기관

(한국/알티캐스트,

ETRI)

PSI/PSIP/Siganling 생성기능 기능있음기능구현완료

(100%)

PMCP 적용 인터페이스기능없음

기능구현완료(PSIP 관련) (100%)

PMCP 적용 인터페이스기능없음

기능설계완료 기능구현완료(PSI/Signaling 관련) (60%) (100%)

<표 7> 리턴채널 서버

주요성능 Spec

개발목표 spec

당해 최종



(한국/에어코드,

ETRI)

ACAP기반 양방향 정보처리기능 기능있음기능구현완료

(100%)

멀티어플리케이션 관리 기능 기능없음기능설계완료 기능구현완료

(70%) (100%)

보안/인증기능 기능 없음기능설계완료 기능구현완료

(80%) (100%)

접속자 관리기능 기능 없음기능설계완료 기능구현완료

(90%) (100%)

리턴채널서버 기능관리 GUI 기능 없음기능설계완료 기능구현완료

(90%) (100%)

<표 9> 데이터방송 단말

주요성능 Spec

개발목표 spec

당해 최종



(한국/삼성전자,

LG전자, ETRI)

데이터방송 복조화/역다중화/기능있음

기능구현완료복호화 (100%)

FTA(Free-to-Air) 기능 기능있음기능구현완료

(100%)

PVR(Personal Video 기능있음

기능구현완료Recorder)기능 (100%)

다중프로토콜처리모듈 기능 없음기능구현완료

(100%)

소프트웨어다운로드처리모듈 기능 없음기능설계완료 기능구현완료

(50%) (100%)

<표 8> 데이터 서버

주요성능 Spec

개발목표 spec

당해 최종



(한국/에어코드,

ETRI)

Object Carousel 전송기능 기능있음기능구현완료

(100%)

PSI/AIT 생성 기능 기능있음기능구현완료

(100%)

Stream Event 전송기능 기능 없음기능구현완료

(100%)

PMCP 적용 인터페이스 기능 없음기능설계완료 기능구현완료

(50%) (100%)

<그림 11> 맞춤형방송시스템(MPEG-4) 블록도

2. 국산화율

1) MPEG-4 저작 기술(70%)

- 현재 국내외에서 본 과제에서 개발한 2D 기반 MPEG-4 저작도구가

세계적인 수준임

- 복수시점 콘텐츠에 한 저작 기술의 추가 개발할 예정됨

2) MPEG-4 전송 기술(80%)

- 지상파 방송망을 통한 전송을 위한 MPEG-4 over MPEG-2 기술을

ETRI에서 보유중임

- 본 과제 3차년도(2004)에는 복수시점 콘텐츠를 처리할 수 있는 기능을

추가 개발할 예정임

3) MPEG-4 단말 플랫폼 기술 (80%)

- 본 과제 2차년도(2003년)에서 KETI, (주)마르시스, (주)아이셋과 공동연구

로MPEG-4 부가데이터를처리할수있는하드웨어단말을개발하 음

- 본 과제 3차년도(2004)에는 복수시점 콘텐츠를 처리할 수 있는 기능을

추가 개발할 예정임

3. 핵심사양

1) MPEG-4 저작 도구 (표 10)

2) MPEG-4 전송시스템 (표 11)

3) MPEG-4 단말 플랫폼 (표 12)

4. 국내외 현황

1) 국외 현황

- MPEG-4 저작도구 : 이용자와의 상호작용에 의해 내용의 선택∙조

합∙변경 및 타 정보와의 연결 등을 가능하게 하는 화형 멀티미디어

콘텐츠 저작기술 개발 중 또한 MPEG-4 기술을 기반으로 한 객체 기

반 AV 저작도구는 미국IBM, 프랑스 학, ETRI 등에서 개발 중

- 화형 서비스 제공을 위하여, 비디오 콘텐츠의 형태도 단순 2차원적인

형태에서, 임의모양의비디오, 복수시점비디오형태로발전되고있음

- 2002년중순부터3차원비디오및오디오에 한표준화(3DAV)를진행하

고있으며, 파노라믹 상에서의임의 역접근제어기법에 한기술개

발을적극추진하고있음. 이표준화에ETRI가적극참여하고있으며, 일본,

미국, 유럽의유수 학및기업들이많은관심을가지고참여하고있음

- 또한 MPEG에서는, 기존의 MPEG-4 BIFS 및 Middleware 부분에

하여, 모바일 단말에서 데이터 방송 TV 와 같이, 다양한 단말에서 화

형콘텐츠 제공을 위한 추가 표준화를 진행하고 있으며, 방송∙통신 융

합 환경에서의 효과적인 비디오 콘텐츠 제공을 위한 스케일러블 비디

오 표준화도 진행하고 있음

2) 국내 현황

- 기존의 데이터 방송에 비해 진화된 부가 데이터 서비스를 위하여

MPEG-4 기반의 부가 콘텐츠 제공을 위한 요소 기술과, 저작/편집 도

구 및 단말, 서버가 개발되고 있음

- 기존의 2차원 형태의 비디오 서비스에서 다양한 시점의 자유도를 제공

할 수 있는 복수시점 서비스를 위한 기술 개발들이 학 및 연구소들

에서 진행되고 있음

시스템명 :

범용방송콘텐츠액세스(UBCA) 시스템


Special Report _17

Special Report

<표 10> MPEG-4 저작 도구

주요성능 Spec

개발목표 spec

당해 최종




LG전자, ETRI)

사용자의 화적인 조작에기능있음

기능구현완료

의한 객체 삽입 기능 100%


기능구현완료

의한 객체 제거 기능 100%


기능구현완료

의한 객체 선택 기능 100%

사용자의 화적인 조작에의한기능있음

기능구현완료 기능구현완료

객체의 동작 및 상태 제어기능 80% 100%

사용자의 화적인 조작에의한기능없음 기능설계중

기능구현완료

복수시점 콘텐츠 생성 기능 100%

<표 11> MPEG-4 전송 시스템

주요성능 Spec

개발목표 spec

당해 최종




LG전자, ETRI)

지능형방송 전송서버기능있음


제어 기능 90% 100%

MPEG-4 콘텐츠 및 부호화기능있음


정보 데이터 저장/관리 기능 80% 100%

MPEG-4 콘텐츠의 객체기능있음


단위 분리 및 재구성 기능 80% 100%

오디오/비디오/콘텐츠기능있음


화형 데이터 전송 기능 80% 100%

<표 1-12> MPEG-4 단말 플랫폼

주요성능 Spec

개발목표 spec

당해 최종




LG전자, ETRI)

IOD, descriptor 혹은 이를기능있음

기능구현완료

포함한 PMT 입력 기능 지원 100%

PVR에 저장된 MPEG-4 기능있음

기능구현완료

데이터 입력 기능 지원 100%

TS 형태의 MPEG-4기능있음

기능구현완료

데이터 입력 기능 지원 100%

MPEG-4 오디오/비디오 기능구현완료 기능구현완료

데이터의 하드웨어 MPEG-4 기능있음 80% 100%디코더로 출력기능 지원

MPEG-4 장면 데이터기능있음


출력기능 지원 80% 100%

18_ IT SoC Magazine

2. 국산화율 (25%)

1) DID, REL/RDD, DII 기술 등이 모두 외국 기관이 IPR 확보하고 있음

2) DIA 기술 중 일부가 국내 기술에 의해 IPR이 확보되어 있고, 국제 표준

화에 반 되어 있음

3) 현재 ER, FF, IPMP 등의 분야에서 국내 기술의 국제 표준 반 을 위한

노력을 하고 있음

4) 국산화 전략

- 국내 기술이 경쟁력을 가지고 있는 분야에 선택과 집중을 하여 IPR 확

보 및 국제 표준화 기술 연구를 수행함

- 국제 공동연구 등을 통하여 선진 기술의 확보 및 상호 기술 교류에 의

한 시너지 효과 습득

3. 핵심사양 (표 13)

4. 국내외 현황

1) 국외 현황

∙MPEG(Moving Picture Experts Group)

- 국제 표준화 기구인 ISO/IEC(International Standardization

Organization/International Electrotechnical Commission) 산하의

동 상 부호화 기술 전문가 그룹인 MPEG에서는 객체기반 멀티미디어

압축 부호화를 목표로 한 MPEG-4 표준화 이후, MPEG-7이라는 이

름으로 1997년부터 내용기반 멀티미디어 정보 표현 부호화 국제 표준

화 활동을 시작하 으며, 2000년부터 멀티미디어 프레임워크 관련 표

준을 위한 MPEG-21 활동을 시작하여 현재 진행 중임

- 현재 MPEG 표준화는 각 기관의 지적재산권(IPR: Intellectual

Property Right)에 한 포기를 요구하지 않기 때문에 국제표준화 과

정이 상 적으로 신속하며, 새로운 요구사항에 한 기술개발에 관심

있는 기관들이 집중적으로 참여토록 유도함으로써 현재의 MPEG 관련

“국제표준화 활동은 곧바로 신기술 개발”과 직결되는 상황이 되었음

∙DOI(Digital Object Identifier)

- DOI는 AAP(Association of American Publisher)가 디지털 환경에서

저작권 보호를 위한 체계로 1994년 규격을 만들고 CNRI

(Corporation for National Research Initiatives)에 개발을 위탁하

으며 1997년 프랑크푸르트 책 박람회에 처음으로 프로토타입 시스템을

선보 음

- 이후 1997년 IDF(Int. DOI Foundation)를 설립하고, 응용을 활성화시

키기 위한 방안으로 DOI-X라는 체계를 발표하 음. DOI는 1999년 7

월 W3C의 RFC로 제출되었고, 웹 자원에 한Unique Identifier와

<그림 12> 범용 방송콘텐츠 액세스(UBCA) 시스템 블록도


주요성능 Spec개발목표치

당해 최종단위


보유국/기관

Part 7개

Part 2개 (DID, REL,MPEG-21 국제표준

Part 번호수MPEG,

(ER, IPMP) RDD, DIA,Part의 적용 수준 ISO/IEC

이상 적용 IPMP,ER,

DIP)이상 적용

지상파방송망,방송∙통신 융합

적용망의 수 없음W-LAN, 인터넷,

서비스 적용망의 수 CDMA망 포함 W-LAN,

CDMA

국제 표준과의MPEG-21

MPEG,MPEG-21 MPEG-21

상호 운용성표준과

ISO/IEC표준과 100% 표준과 100%

호환성 정도 호환 호환

방송∙통신융합테스트 DIA 모듈 DIA 모듈베드 구축을 위한 DIA 모듈 없음 2건 이상 7건 이상요소기술 구현 모듈 수

멀티미디어 프레임워크

핵심기술의 국제표준 건수 없음 2 5

반

Special Report

Special Report _19

URN 체계를 만족하며, 기존의 식별자를 수용할 수 있는 체계로 구성

되어 있어서 매우 주목할 만한 식별자로 등장하기 시작하 음

- 현재 기술적으로 DOI는 Multiple Resolution을 지원하는 체계로 발전

하고 있으며, 이를 위하여 메타데이터를 필요로 하게 되었고, 메타데이

터는 INDECS에서 제안된 메타데이터를 바탕으로 이루어 졌으며,

Multiple Resolution에 필요한 최소의 항목(kernel metadata)만 정의

하게 되었음. DOI는 최종 사용시 URL로 변환하게 되어 있으며, 변환

서비스를 제공하는 DOI RA(Registration Agency)를 필요로 함

∙ 트랜스코딩(Transcoding) 표준화

- 사용자 단말장치의 급속한 발전으로 인해 현재 이동 휴 전화를 통한

인터넷 접근이 가능해짐에 따라 이동통신과 인터넷의 결합이 이루어지

고 있음. 현재의 제한된 환경하에서도 이동단말을 이용한 인터넷의 멀

티미디어 접근을 원활하게 하기 위해 산업체 표준인 WAP(Wireless

Application Protocol) 포럼은 1997년 표준화를 시작하여 1999년 6월

에 WAP Binary XML Content Format Specification 버전 1.1을 완

성하 음. 부분 웹 문서들은 HTML로 작성되어 있으나 WAP은

WML(Wireless Markup Language)을 사용함으로, WAP 단말에서

HTML문서를 직접 볼 수 없고 WAP 게이트웨이를 거쳐 HTML을

WAP 문서로 변환한 후 볼 수 있음. WAP 단말은 현재의 휴 폰과 거

의 유사한 형태를 띠고 있으며 텍스트와 간단한 형태의 비트맵 이미지

를 재생할 수 있음

- W3C의 메타데이터 표준인 RDF(Resource Description Format)을

이용하여 사용자의 취향과 클라이언트 장치의 제한 조건을 기술

(description)하기 위해 composite capability/ preference

profile(CC/PP)에 한 표준을 제정하고 있음. 이러한 사용자의 취향

과 클라이언트 장치의 제한 조건은 사용자로부터 서버나 콘텐츠 제공

자에게 전달되어 클라이언트의 요구사항에 맞는 서비스 콘텐츠의 맞춤

을 클라이언트에게 제공할 수 있음. 또한 W3C는 CC/PP 기술

(description)을 HTTP 1.1 프로토콜로 전송하기 위해 CC/PP

exchange protocol based on HTTP extension framework을 표

준화하고 있음

2) 국내 MPEG 및 MPEG-21 관련 표준화 현황

- 국내의MPEG 표준화활동경과를살펴보면, MPEG-2는표준화가거의

완성되는시점에기술개발을시작하여구현과관련된일부기술을확보

하 으며, MPEG-4는 핵심 알고리즘의 개발 단계에 참여하여 국내에서

개발된 원천 기술을 표준안에 반 시키고 있음. 또한, MPEG-7 표준화

활동에ETRI를비롯한산업체및 학에서표준화초기단계부터능동적

으로참여하여다수의기술을표준에포함시키는성과를거두었음

- MPEG-21 표준화와 관련하여 정보통신부와 ETRI가 주관하는 MPEG-

Korea/MPEG-21 분과위원회가 활동을 하고 있으며, 관련 단체로는

DRM Working Group에서 디지털 콘텐츠 유통 플랫폼 표준화에 한

작업 진행 중이며, SEDICA (Secure Digital Content Association)를

통한콘텐츠보호관리기술및평가에 한표준화활동이있었음

시스템명 : 지상파 DMB 단말


2. 국산화율

1) RF 헤드엔드 모듈 (40%)

- 주로 외국(ATMEL이나 히다치)의 전용칩을 실장한 RF 헤드엔드 모듈

을 국내회사(삼성전기, 퍼스널텔레콤)에서 제품화하여 사용중이거나,

외국회사의 모듈을 사용중임

2) 기저 역 모듈 (60%)

- ATMEL사의 전용칩을 사용하거나, DSP칩에 구현하여 사용함. 본 과제

에서는 DSP칩에 구현하여 개발중임

3) 기저 역 모듈 (100%)

- 현재 국내에서 소프트웨어로 구현하는 방법, DSP칩에 구현하는 방법,

전용 SoC를 개발한 후 이를 이용하여 구현하는 방법 등 다양하게 개

발중임

3. 핵심사양 (표 14)

4. 국내외 현황

1) ETRI에서는 2003년도에 RF 헤드엔드와 기저 역 모듈은 하드웨어로,

멀티미디어 모듈은 소프트웨어로 구현한 시제품을 개발하 음. 2004년

도에는 ETRI, 삼성전자, 엘지전자, 전자부품연구원, 퍼스널텔레콤 등 여러

곳에서 하드웨어 기반 단말을 선보이거나 출시할 예정임

시스템명 : 지상파 DMB 전송시스템

<그림 13> 지상파 DMB 단말의 블록도

<표 14> 지상파 DMB

* 지상파DMB는세계최초의기술임

주요성능 Spec개발목표 spec

당해 최종단 위

용도 - 차량용 휴 용

소비전력 와트 8이하 0.28이하

디스플레이 크기 인치 7 2.2

AV장치 구현 -외부 디스플레이와 내부 디스플레이와

스피커 이용 스피커 이용

인터페이스 - 아날로그 디지털

20_ IT SoC Magazine

1. 시스템 (모듈) 블록도 (그림14)

2. 국산화율(0%)

1) 앙상블 재다중화기

- 지상파 방송사(KBS, SBS)는 각 사별로 DMB gateway라는 장비를 개

발하여, 앙상블 재다중화기의 기능을 수용하고 있음

2) 지상파 DMB 미디어 처리기

- ETRI를 포함한 DMB 미디어 처리기술을 확보하고 있는 업체들을 위주

로 DSP 기반의 실시간 DMB 미디어 처리기가 개발중에 있음

3. 핵심사양

1) 지상파 DMB 미디어 처리기 (표 15)

4. 국내외 현황

1) 앙상블 재다중화기

- 앙상블 재다중화기의 기능을 포함하는 DMB gateway 개발이 유럽의

DAB 송신 장비업체 및 국내 지상파 DMB 다중화 사업자를 희망하는

업체에서 개발이 진행되고 있음

2) 지상파 DMB 미디어 처리기

- SW 기반의 지상파 DMB 미디어 처리기를 개발하고 있는 업체는 픽스

트리, 넷앤티브, 온타임텍 등이 있음

- 금년부터 ETRI 및 상기 업체들을 중심으로 DSP 기반의 실시간 DMB

미디어 처리기의 개발이 추진중에 있음

시스템명 : 지상파 DMB 단말 SoC

1. 모듈 블록도 (그림 15)

2. 국산화율 (0%)

1) RF Receiver IC

- 현재전량수입에의존하고있으며, 상용RF 칩기반의모듈개발진행

2) DMB Demodulator IC


3) DMB AV Decoder IC(System Decoder 포함)


3. 핵심사양 (표 16)

4. 국내외 현황

1) 지상파 DMB 단말용 SoC

- 지상파 DMB 단말기 보급을 촉진하기 위해서는 부품가격(부품 부피 및

개수에 관련)을 줄여야 하고, 휴 단말을 활성화하기 위해서는 소비전

<그림 14> DMB 전송시스템 블록도

Video frame rate fps - > 24 30

Video resolution(화소수) pixel - < 320x240 < 352x288

Audio sampling rate Hz - > 48 < 48

Random access ms - < 50 < 50

<표 15> 지상파 DMB 미디어 처리기

주요성능 Spec 단위세계최고 수준, 개발목표 spec보유국/보유기간

(없음) 당해 최종

력 절감이 필요함. 이를 위해 국책기술개발을 통해 지상파 DMB 단말

부품의 단일칩 기술을 개발하고 있음

- 삼성전자, LG전자 등에서 지상파 DMB 용 Baseband나 Multimedia

칩 기술을 개발하고 있으나, 휴 폰 장착을 위해 반드시 필요한 RF 수

신 칩은 개발하지 않음

- 따라서, 현재 기업에서 추진하고 있는 지상파 DMB 부품 개발은 휴

보다는 이동형 단말에 주안점을 두고 있음

- 국의 프론티어 실리콘, 미국의 텍사스인스트루먼트 등의 회사는 한

국의 지상파 DMB 시장을 공략하기 위해 부품 솔루션 개발에 착수하

으며, 2004년말경엔 본격적인 마케팅이 전망됨

2) DAB/DMB 단말

- 퍼스널텔레콤, 메이콤 등과 같은 일부 중소기업은 해외 수입 부품을 활

용하여 DAB 수신기를 개발하 으며 현재 해외로 수출하고 있음

- Philips 등의 회사가 유럽 DAB 규격 제정에 참여 하면서 DAB 관련

원천 특허를 보유하고 있으며 국내 set maker의 경우 DAB 수신기 1

당 2.5 유로의 특허료를 지불함

- 국내 기업에 의한 지상파 DMB 단말은 시제품 형태로 개발되어 있으

며 2004년말 경에 양산이 가능할 것으로 전망됨

시스템명 : DTV기반양안식 3DTV시스템

1. 모듈 블록도 (그림 16)

2. 국산화율 (10%)

입체 디스플레이는 원천기술을 갖고 있지 못하고, 부분 외국업체의

기술을 도입하여 제조하는 수준임

3. 핵심사양

1) 3DTV STB (표 17)

4. 국내외 현황

Special Report _21

Special Report

<그림 15> 지상파 DMB 단말 SoC 블록도


* 외부사양: Speed, 소비전력, 제품사이즈, Chip개수(단독, 2Chip or), Voltage, Interface

방식등포함

주요성능 Spec 단위세계최고 수준, 개발목표치

보유국/보유기간 당해 최종

채널 BER - 10-7/TI < 10-7 < 10-8

이동 수신 능력 Km/H 100/Frontier Silicon 100 > 100

데이터 변환 성능 bit@Msps10bit@20Msps/ 10bit@ >10bit@Analog Device 20Msps 20Msps

비디오 CFS 30/Pixil 30 30

오디오 dB 91/삼성전자 90 92

RF 수신감도 dBm -92/Hitachi -90 -95

소비전력 mW 1500/TI < 800 < 150

Chip 개수 개 3 3 1

1) 3DTV방송시스템 기술

유럽 ATTEST 프로젝트(2002.3~2004.3)에서 DVB망에서의 3DTV방송

서비스를 위한 기술개발이 시도됨

- 2DTV를 위해서는 MPEG-2 base layer를 사용하고, 3DTV를 위해서는

Enhancement layer에depth informatation을보내수신단에서처리

- 2D컨텐츠의 활용을 위해 콘텐츠 송신전단에서 사용되는 2D/3D 변환

기술개발

2) 3D입체모니터 기술

- 국내에서는 외국의 기술을 들여와 주로 소형모니터에 적용한 입체디스

플레이를 제작하고 있으며(파버나인, 하이텍, 스나이퍼코리아), 광운

, 삼성전자, 삼성SDI에서는 안경없이 입체감을 느낄 수 있는 형디

스플레이 기술 개발 중

- 국외에서는 샤프, 필립스, 스테레오그래픽스, 4D비전, DTI 등에서 입체

모니티를 개발하고 있음

시스템명 : 객체기반 3차원오디오방송시스템

1. 시스템(모듈) 블록도 (그림 17)

2. 핵심사양

1) 시스템 사양 (표 18)

22_ IT SoC Magazine

<표 18> 시스템 사양

* MOS(Mean Opinion Score)는 음질, 화질과 같이 객관적으로 측정하기 불가능한 성능 규격

에 해잘정립된절차에의한주관평가를실시하여통계적분석에의해성능규격을표현하

는단위임(MOS 예: [1] Bad, [2] Poor, [3] Fair, [4] Good, [5] Excellent).

주요성능 Spec 단위세계최고 수준, 개발목표 spec

보유국/보유기간 당해 최종

객체기반 음원2채널/15dB,

2채널/11dB 4채널/11dB

분리 성능(SIR)채널/dB 미국/City College

(실시간) (실시간)of New York

Spatial Audio CodingMOS

- 4.0 4.5

복원 음질 미국/Agere

수평 방향감 평균도

공간감만 중요시함,10 10

지각 오차 독일/Schopes

고현장감 오디오MOS

-4.0 4.5

재생 성능 일본/NHK

<그림 16> DTV기반 양안식 3DTV시스템

Size pixel SD < SD > HD

PSNR dB 35 > 35 > 40

MOS 3.5 > 3.5 > 4.0

<표 17> 3DTV STB

주요성능 Spec 단위세계최고 수준, 개발목표 spec보유국/보유기간(독일/HHI사) 당해 최종

<그림 17> 객체기반 3차원 오디오 방송 시스템 블록도

3. 국내외 현황

1) 국외 현황

- DiMagic에서는 스테레오 다이폴 기술을 이용하여 휴 폰, 게임기 등

에서 입체 오디오를 재생할 수 있도록 하는 기술을 상용화

- 유럽의 CARROUSO (Creating, Assessing and Rendering in Real

time Of high quality aUdio-viSual envirOnments in MPEG-4

context) 프로젝트는 2001년부터 2003년 6월까지 유럽의 3차원 오디

오 관련 산∙학∙연 컨소시움에 의해 추진되고 있는 프로젝트로서, 실

제 혹은 가상 공간에서 생성된 음장을 파라메터화하여 다른 장소로 전

송하고, 이용자에게는 현장에 있는 것처럼 음장을 제어할 수 있는 화

형 3차원 오디오 기술을 개발

- 국의 BBC에서는 Radio 4 채널의 인터넷 사이트를 통해 Dark

House라는 화형 콘텐츠를 제공하고 있는데, 세 명의 출연자에 해

바이노럴 방식으로 녹음하고, 청취자에게 각 출연자의 입장에서 현장

감있게 청취할 수 있도록 인터랙션을 주는 프로그램임

- MIT 미디어 연구소에서는 3차원 오디오 응용을 위한 최초의

HRTF(Head Related Transfer Function) dB를 공개하여 3차원 오디

오 기술 발전을 견인하 으며, 공간상의 음원 및 음향 파라메터 분석

및 오디오의 정보의 구조화 등을 통해 오디오 정보 처리 기술의 활용

범위를 넓히고 있음

- NASA에서는 비행기 조종사의 모의훈련을 위한 입체 오디오 제어 기

술을 개발하여 실제 훈련에 활용하고 있음

- Agere에서는 멀티채널 및 객체기반 3차원 오디오의 부호화에 활용할

수 있는 Binaural Cue에 의한 새로운 부호화 기술을 개발하 으며,

MPEG-4에서 이를 위한 표준화 작업을 2003년말부터 추진하고 있음

2) 국내 현황

- 이머시스는 전자통신연구원에서 입체음향 편집 기술을 이전받아 입체

음향 저작도구를 상업화

- 전자통신연구원, 표준연구원에서는 공동으로 한국 표준 더미헤드를 제

작하 고 이를 이용하여 각 방향별 HRTF(Head Related Transfer

Function)를 측정하 음

- 서울 음향공학연구실에서는 3차원 공간감 및 재생 기술관련 기초연

Special Report _23

Special Report

<그림 18> 시스템-모듈-부품 체계도

서비스 제품 시스템 모듈 부품

고화질방송 디지털케이블TV 기가급케이블단말 기가급케이블모뎀 기가급케이블모뎀

D5 D55 D552

기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

<표 19> 기가급 케이블 모뎀 ASIC

부 품 명 기가급 케이블 모뎀 ASIC

부품 개요하향 1Gbps급 케이블 모뎀 신호를 처리할 수 있는

Demodulator 칩

기술내용(사양)64/256 QAM 기반 OpenCable 신호처리부, 케이블 모뎀

신호처리부, 데이터 암호화 및 인증 기능

기술 수준 세계 50%, 국내 30%, 격차 2년

기술완성시기 세계 2005년도 , 국내 2006년도

선도 기업 Broadcom

국내기업 ETRI, 삼성, 주홍정보통신

경쟁력 A, (B), C, D, E

기술개발현황 기술 개발 사양 도출. 2006년 하반기 ASIC 출시 예정

기술도입현황 기술 도입 없음

기술군명 케이블망기술

핵심기술QAM Demodulation 기술, MPEG2/AC-3 Multimedia 처

리 기술, 암호 처리 기술, SoC 집적 기술

주변기술 CPU 기술, Embedded OS 기술, ASIC 구현 기술

성숙도 시장형성(05년), 시장성장(06년/07년), 시장성숙(08년/09년)

규모

06년(40억원/8억원), 07년(160억원/40억원), 08년(200억

원/40억원) <근거: 자체추정, 06년 국내 20만가입자, 07년

100만가입자, 평균 25분기, 기가급 케이블 모뎀 칩은 10만

원 추정>

신성장동력 분야 DTV

기타

구를 장기적으로 진행하고 있음

- 삼성, LG, 팬텍앤 큐리텔 등에서는 휴 폰에 두개의 스피커를 장착해

입체 오디오 및 벨 소리를 재생하는 기술을 적용하여 판매 중 일본에

Murata 등이 있음

마. 시스템-모듈-부품체계도 (그림 18)

바. 핵심부품기술/시장현황 (표 19, 20, 21)

사. 핵심부품시장성/기술성분석 (그림 19)

아. 핵심부품개발로드맵 (그림 20)

가. 개요

IT 기술을기반으로“언제어디서나나와함께하며나에게필요한서비스

를제공하는로봇”을Ubiquitous Robotic Companion(URC)으로정의

- 기존의 로봇에 네트워크를 부가한 URC 개념 도입으로 다양한 기능 및

서비스 제공이 가능하고, Mobility와 Human Interface가 향상된 로봇

시스템으로 진화

- 사용자 측면에서는 보다 저렴한 가격으로 다양한 서비스와 즐거움을

제공 받을 수 있는 가능성 확 (그림 21)

24_ IT SoC Magazine


휴 방송 휴 방송단말 지상파DMB단말 지상파DMB수신모듈 지상파 DMB SoC

D11 D111 D111

기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

<표 20> 지상파 DMB 단말 SoC

부 품 명 지상파 DMB 단말 SoC

부품 개요 양방향 지상파 DMB 수신을 위한 RF, Baseband,Multimedia 통합 저전력 단일 SoC

기술내용(사양)Full-CMOS 기반 RF tuner 기술, OFDM 기반 Baseband처리 기술, MPEG 기반 Multimedia 처리 기술, 통방융합기술

기술 수준 세계 70%, 국내 70%, 격차 0년


선도 기업 Atmel, Philips, Hitachi, Frontier Silicon

국내기업 ETRI, 삼성전자, LG전자

경쟁력 (A), B, C, D, E

기술개발현황단방향 DMB 수신기술에 해서는 FPGA 기반 기술검증완료. 2004년 하반기 ASIC 출시 예정


기술군명 멀티미디어기술

핵심기술Full-CMOS 기반 RF tuner 기술, OFDM 기반 Baseband처리 기술, MPEG 기반 Multimedia 처리 기술, 통방융합기술, 저전력 SoC 기술

주변기술 CPU 기술, Embedded OS 기술


규모05년(40백만불/60억원), 06년(70백만불/136억원), 07년(110백만불/244억원) <근거: KISDI 2003.3, DAB 시장을포함하여 예측>

신성장동력 분야 DTV 기술

기타

지능형서비스로봇


휴 방송 휴 방송단말 DVB-H단말 DVB-H수신모듈 DVB-H 단말 SoC

D13 D131 D1311

기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

<표 21> DVB-H 단말 SoC

부 품 명 DVB-H 단말 SoC

부품 개요 DVB-H 수신을위한RF, Baseband, Multimedia 처리SoC

기술내용(사양)Full-CMOS 기반 RF tuner 기술, OFDM 기반 Baseband 처

리기술, MPEG 기반Multimedia 처리기술, 통방융합기술

기술 수준 세계 70%, 국내 60%, 격차 0.5년


선도 기업 Nokia, Hitachi, Frontier Silicon

국내기업 ETRI, 삼성전자, LG전자

경쟁력 (A), B, C, D, E

기술개발현황DVB-H 사양 분석 중. 멀티미디어 규격 확정되는 2005년

상반기 이후 FPGA 기반 설계 완료


기술군명 멀티미디어기술

핵심기술Full-CMOS 기반 RF tuner 기술, OFDM 기반 Baseband

처리 기술, MPEG 기반 Multimedia 처리 기술, 통방융합

기술, 저전력 SoC 기술

주변기술 CPU 기술, Embedded OS 기술


규모05년(100억원/10억원), 06년(300억원/40억원), 07년

(1,000억원/100억원) <근거: Nokia 내부 자료>

신성장동력 분야 DTV 기술

기타

<그림 19> 핵심부품 시장성/기술성 분석

<그림 20> 핵심부품 개발 로드맵

Special Report _25

Special Report

나. 시장및기술동향

∙시장 전망 (그림 22)

- 지능형 서비스 로봇의 시장 규모는 예측기관에 따라 다소 차이가 있으

며 성장률은 예측기관 공히 상당한 잠재력이 있는 것으로 예측

- 일본 총무성은 2000년에 약6,600억엔의 로봇 시장이 2010년 약 3조

엔, 2025년에는 8조엔으로까지 성장 전망(일본 내수 및 수출 기준)

- 특히, 2025년 약 8조엔의 로봇 시장중‘생활분야’가 가장 큰 비중을

차지할 것으로 예측

- 특히, 지능형 서비스 로봇 시장에 네트워크가 부가될 경우 시장 규모는

약 6배 규모인 19.8조엔으로 확 될 것으로 전망

∙기술 동향

- 로봇은 산업용 로봇에서 지능형 서비스 로봇으로 발전되고 있으나 아

직 초기단계

- 일본, 미국 등에서는 지능형 서비스 로봇의 수요가 막 할 것으로 예측

하고 기술개발에 집중 투자

- 향후 로봇 기술은 IT/BT등의 기술과 융합된 새로운 로봇기술로 발전

기

- 세계

∙미국은 기초 기술기반이 매우 튼튼하며, 생명공학, 전자, 항공우주 등

의 분야에서 타의 추종을 불허하는 요소 기술을 확보, 우수한 기술개

발 인력을 확보하여 지능로봇 기초연구를 주도하고 있으며 특히 재활,

의료 등 서비스 로봇 분야에 기술개발 집중

∙혼다의 Asimo와 Sony의 AIBO 및 Qrio 등으로 표되는 일본의 지

능로봇 산업은 자국의 기계, 전자, 엔터테인먼트 분야의 강력한 기반

기술을 바탕으로 개인용 로봇 시장을 주도

∙독일 국립 정보기술센터와 스위스 제네바 학 등 10개 연구 기관이

협력하여 시각을 구비한 지능형 로봇 개발추진(VIGRO)

- 국내

∙KIST(휴머노이드, 가정용 서비스 로봇, 실버 로봇, 위험작업용 로봇

등), ETRI(유비쿼터스 네트워크 인프라, 지능형 서비스 로봇을 위한 핵

심 요소기술 등), 원자력연구소, 한국기계연구소 등 정부출연연구소를

중심으로 분야별 특화된 로봇 연구개발이 진행중

※KIST는 네트워크와 연동되고 서비스를 제공할 수 있고, 이족 보행 할

수 있으며, 네트워크 기반 지능을 갖추고 사람과 자연스러운 상호작용

이가능한네트워크기반휴머노이드개발중

※ETRI는 URC와 네트워크 기반 로봇을 위한 네트워크 인프라 기술, 네

트워크를 통해 전이가 가능한 소프트웨어 로봇, 지능형 서비스 로봇을

위한핵심컴포넌트기술개발중

※KAIST는 이족 보행 휴머노이드를 개발하 으며 플랫폼 및 동작 중심

의연구가진행되고있음

∙학계에서는 포항공 , KAIST(휴머노이드, Welfare Robotics 등) 등을

중심으로 다양한 핵심기술 개발이 진행 중

∙최근 유진로보틱스, 우리기술, 한울로보틱스 등 20개 이상의 벤처기업

을 중심으로 엔터테인먼트 로봇, 퍼스널로봇, 홈로봇 등의 지능 로봇

개발 및 제품 출시

∙향후 전기, 전자, 컴퓨터, 기계 공학 분야뿐만 아니라, 뇌공학, 심리학,

의학, 생체공학, 인지과학 등 다양한 분야의 연구자가 참여하는 다 학

제간의 유기적인 시스템 연구가 활발해질 것으로 예상

∙정책 동향

- 세계

∙미국 : 로봇의 발전 단계가 산업 혁명기의 1세 , 량생산과 제조업

발전의 2세 를 지나, 지능화된 로봇이 인간 생활에 접하게 연관 되

는 3세 의 시기에 돌입; 에너지성, 국방성, NASA, DARPA등 주요

<그림 21> Ubiquitous Robotic Companion 개념도

<그림 22> 지능형 서비스 로봇 시장 전망

* 일본로봇공업회:일본총무성‘네트워크로봇의실현을향해서’2003

26_ IT SoC Magazine

정부기관으로 구성된 로봇 및 지능기계 협력위원회(RIMMC)는 3세

지능로봇에 향후 5년간 1억달러의 기술개발 지원을 계획

∙일본 : 통산성 주도 하에 인간형 로봇 프로젝트(HRP, 1998~2003)을

진행 하 으며, 경제 산업성은 로봇분야 에서의 선두 주자를 목표로

하는“21세기 로봇 챌런지”중∙장기 계획을 발표; 총무성에서는 2002

년부터 기업 컨소시엄을 중심으로“네트워크 로봇의 실현을 위하여”라

는 주제로 네트워크를 융합한 개념의 로봇을 기획, 개발 추진

∙EU : 로봇산업을 차세 핵심 전략산업으로 선정하여 범 유럽 차원에

서 기술개발 추진; 기존의 간호보조, 장애자 재활 분야의 로봇 개발 강

점을 IST(Information Society Technology)프로그램으로 확 하여

IT기술 접목을 통한 지능형 서비스 로봇 개발 추진

- 국내

∙정보통신부는 IT 기반 지능형 서비스 로봇 사업을 2003년부터 추진.

네트워크 인프라를 활용하여 로봇의 가격을 낮추고 서비스 능력 및 수

준을 크게 개선할 수 있는 URC 개념을 제시하여 일본의 네트워크 로

봇의 개념을 추월

∙산업자원부는 발전된 제조용 로봇, 극한작업 로봇 및 가정용 서비스

로봇 등을 개발하기 위한 사업을 2004년 8월부터 추진. 아직 신성장

동력 산업으로 키우기 위한 종합적인 계획 및 비전 부족

∙과학기술부‘인간기능 생활지원 지능로봇’21C 프런티어 사업 2003

년 출범, 노인생활을 지원하는 실버로봇 기술 개발, 최근 산업자원부

로 과제 이관

다.경쟁력분석

∙기술수준

- 정 메커니즘과 센서 기술에서는 비교적 열세 : IMF 이후 산업용 로

봇의 수요 저하에 응하기 위해 기능과 성능 개선에 주력하고 있으

나 기반∙핵심 요소 기술의 부재로 한계 노출

- 제어기술과 응용기술면에서는 동등하거나 강점 : 몇몇 학, 연구소

등을 중심으로 차세 로봇 관련 제어 기술과 응용에서 강점이 있으

나 상품화를 위해서는 더 많은 노력이 필요

- 현재까지의 연구 개발은 부분 산업용 로봇 연구 중심으로 차세

지능형 서비스 로봇에 한 기초 연구는 미미한 실정 : 중소 벤처기업

을 중심으로 기술개발을 추진 중이나 아직 선진국과는 상당한 기술차

이를 보이는 것으로 평가. 로봇 설계, 조립 및 제어, 지능 및 서비스

구현, IT 연동 기술 등에 높은 수준의 전문지식 및 기술개발 노력이

요구되나 이러한 역량을 갖춘 인력은 소수로서 일부 기업에 한정

- 정부 출연연구소는 기술력은 우수하나 실험실 수준의 기술연구를 하

고 있고, 산업체의 핵심기술보유는 미흡한 상황이며, 학계는 연구가

활발하나 이론연구에 치중하여 실제 적용에 괴리가 큰 상태

∙물리적 인프라

- 삼성과 LG등 기업에서의 지능형 가전기술 개발과 맞물려 독자적인

지능로봇 기술 개발을 시도, 우리의 핵심 역량과 환경은 우수한 수준

∙세계최고 수준의 인터넷 및 모바일 인프라, 메모리 반도체 기술 보유

∙초기 수요를 충족시킬 수 있는 홈 환경(아파트 위주 거주)

∙세계적 수준의 Broadband Network에 강점을 갖는 것은 네트워크가

부가된 로봇 산업을 위한 여건에서 선도적 위치를 갖는 것을 의미

∙SWOT 분석 (표 22)

라. 시스템블록다이어그램

시스템명: URC 로봇하드웨어

1. 시스템 블록도 (그림 23)

Strength

Weakness

Opportunity

Threat

<표 22> SWOT 분석

- IT 강국으로서의 경쟁력 확보

- 네트워크 기반 기술의 발전

- 반도체, 정 기계 등 우수한 관련기술 보유

- 메카트로닉스 관련 다양한 산업기반

- 홈네트워크 등 연계 사업의 진행으로 시너지 창출 가능

- 세계 최고 수준의 Broband Network 구축

- 아파트, 인터넷 등 로봇사용에 용이한 사용자 환경

- 요소 부품 기술력 부족

- 로봇 사업에 한 정책적 지원 미흡

- Value 창출을 위한 Killer Application 발굴의 어려움

- 로봇 산업에 한 시장의 관심 부족

- 중소기업 위주로 전개, 자본력 취약 및 단기투자성향

- 생활패턴의 변화, 고령화 사회의 진전 등으로 지능형 서비스

로봇의 필요성 부각

- 미국, 일본 등 선진국에서도 태동기 시장 형성

- 관련 산업의 동시다발적 성장 등 파급효과 막

- BT, NT 등 국가 중점 사업과의 학제적, 융합적 기술기반으로서

로봇기술을 다양하게 응용 전개시켜 미래 수요기반 확보

- 선진국에서 이루어지고 있는 국가 차원의 집중 개발

- 선진국의 기술 금수 및 정보차단으로 인해 단기간의 기술

추월에 한계

- 선진국의 기술 장벽 강화로 인한 기술 예속

<그림 23> URC 로봇 시스템 구성도

Special Report _27

Special Report

2. 국산화율

1) Motion Control 모듈(0%)

- Motion Control 모듈에 사용되는 핵심 칩은 외산 제품을 수입하여 사

용하고 있음

- Motion Control 전용 칩은 주로 TI, 모토롤라 등의 DSP 코어 또는

ARM Core를 사용한 전용 칩이 주류를 이루고 있음

2) 모터 및 감속기 모듈(20%)

- 고성능 Actuator용 모터로 핵심 기술을 확보하여야 할 선형 동기 모

터, 초음파 모터, 초 전도 모터 및 고 토크 모터의 국내 제품이 전무한

상태이며,

- 주로 Step 모터 또는 DC, AC 모터류 등의 제품이 생산되고 있음

3) 제어기(0%)

- 로봇 응용에 따라 8비트에서 32비트 프로세싱 능력을 갖는 다양한 제

어기가 존재하며, 국내 기업 중심의 업체에서 개발한 범용 MPU를

사용하여, 로봇의 제어가 가능하나,

- 저전력, 고기능 그리고 로봇 제어에 필요한 연산과 DSP 기능을 지원하

며, 실시간 네트워킹을 위한 Field Bus와 엔코더 등을 통합 제공하는

로봇 전용 제어기는 국내외적으로도 특화된 전용 소자가 없는 실정임

4) 주요 센서(20%)

- 초음파 센서, 가속도 센서, 각속도 센서, Beacon 센서, 촉각 센서,

Vision 센서 등은 주로 로봇 선진국인 일본/미국 기업인 Polaroid, 아

날로그 디바이스, Delphi, Honeywell, Murata, Videre Design,

Teksan사 제품이 시장을 주도하고 있음

3. 핵심 사양 (표 23)

3. 세부(부품) 블록도

1) Motion Control 전용 칩 (그림 24)

2) 로봇 제어기 (그림 25)

3) 로봇 Multimodal SoC(Vision, 음

성인식, 음원 추적 신호 전처리)

(그림 26)

마. 시스템-모듈-부품체계도

(그림 27)

Motion Control 칩

성능규격 단위 세계최고수준 당해목표 최종목표

고속 연산 Core, CAN

2.0, PWM, ADC, 센서

인터페이스 내장

- 미국/TI 기본 IP 설계

상용 칩 비 기능이

우월하며, 저가인 상

용 칩 개발

<표 23> 핵심 사양

제어기전용SoC IP 개발


CPU 클럭 400MHz

이 상 , Embedded

Memo r y ( F l a sh ,

SDRAM) controller 및

Peripherals 내장, 전

력 소모 1W 이하

도

미국/인텔/모토

롤라

제어기 전용 핵

심 IP 설계

CPU 클럭 500MHz

이상, Embedded

Memory(F lash ,

SDRAM) controller

및 Peripherals 내장,

전력 소모 1W 이하

3차원Vision 센서


320 x 240, 30Hz Pixel, Hz 미국/매토록스 320x240, 15Hz 320x240, 30Hz

Active Beacon


1.2 x 1.2M, 3~5도

위치 추정 정 도도 미국/MIT + -5 + -2

초음파센서


최소 10sm,

최 5m 감지도 미국/Polaroid

최소: 20cm

최 : 4m

최소: 10cm

최 : 5m

<그림 25> 로봇 제어기

<그림 24> Motion Control 전용 칩

<그림 26> 로봇 Multimodal SoC

바. 핵심부품시장성기술성분석 (그림 28)

사. 핵심부품개발로드맵 (그림 29)

아. 핵심부품시장/기술현황 (표 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33)

28_ IT SoC Magazine

<그림 28> 핵심부품 시장성 기술성 분석

<그림 29> 핵심부품 개발 로드맵

<그림 27> 시스템-모듈-부품 체계도

Special Report _29

신성장분야 코드 서비스 제품 시스템 코드

구분지능형로봇 I URC 서비스 지능형로봇 URC 로봇 I1

(1)하드웨어시스템

모듈 코드 부품 코드 부품분류코드

기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안

<표 24> 핵심 부품 시장/기술 현황(구분 1)

로봇미케니컬 I11 로봇제어전용칩 I111모션컨트롤

컨트롤프로세서

구분(1)

부 품 명 로봇 제어 전용 칩

1. 작업공간상의 실시간 궤도 생성을 위한 하드웨어 레벨의

연산 엔진

2. 다물체계 시스템을 위한 하드웨어 레벨의 제어 엔진

부품 개요 3. 네트워크 로봇을 위한 통신 인터페이스(유∙무선 LAN

PAN I/F 등)

4. 로봇 제어의 범용성 및 유연성 확보를 위해 범용 프로

세서에 각종 로봇전용 연산 모듈이 추가되는 형태

1. 실시간 궤도 생성 속도 : 1KHz 이상

부품 사양 2. 제어 주기 : 1KHz 이상

3. 제어 Processor의 속도 : 400MHz 이상

기술 수준(’04) 세계 50%, 국내 20%, 격차 2년


선도기관 (국가) 모터 제어 전용칩 (National Semiconductor, Texas

Instrument)

국내 기관기초적인 모터 제어 전용 칩은 출시되었으나 본격 생산을

실시하고 있는 업체는 없음

한국의 기술경쟁력 A, (B), C, D, E

기술개발현황기초적인 모터 제어 전용 칩은 출시되었으나 본격 생산을

실시하고 있는 업체는 없음

기술도입현황 기술 개발 초기 단계로 도입 사례 없음

기술군명 로봇 기술

핵심기술 로봇 제어기

주변기술 모터 제어기, 위치(변위)센서

성숙도시장형성(05년/07년), 시장성장(09년/11년),

시장성숙(13년/15년)

규모(M$)’05년($200 Million/10억원), ’09년($500 Million/70억원),

’13년($1,000 Million/1000억원) <근거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 -

기타 -

기술도입 Embedded RISC/DSP Core & Peripherals 등

연구개발하드웨어 레벨의 로봇 제어 엔진 및 통합 제어 칩 개발

(산∙학∙연공동, 2005~2007, 120억, 20억/50억/50억)

현안(쟁점사항) 통합 제어칩의 코어 선정 및 도입 요

1단계: 전용 칩 개발을 위한 핵심 코어 로직 ( 궤도 생성

및 제어 )의 개발 및 표준화

기술전략2단계: 가격 경쟁력확보를 위한 주변 모듈의 국산화 (개발

가능성 및 도입 비용을 고려 후 선정)

3단계: 다양한 적용성 확보를 위한 전용 칩의 다양화 (가격

및 기능적 측면)

기 효과

지능형 서비스 로봇의 핵심 부품으로 국내외 적으로 2010

년에 본격적인 시장을 창출 할 수 있을 것으로 사료되며,

산업용 로봇이나 각종 임베디드 제어기에 사용되는 모터

제어 전용 칩, DSP Controller의 수입 체효과도 클 것으

로 예상됨


구분지능형로봇 I URC 서비스 지능형로봇 URC 로봇 I1

(2)하드웨어시스템


기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


부 품 명 자기 위치 인식 및 Navigation 전용 SoC

1. 지능형로봇의 현재 위치인식을 통한 자율주행

(Navigation) 기능을 지원하며, 유연한 외부상황 처에

활용

부품 개요 2. 다양한 센서 및 USN, RF 기술 인터페이스 및 신호처리

기술등을 활용한 위치 인식 처리 기술 및 Navigation

정보 제공

부품 사양1. 인식 정 도 : 10cm @2m

2. 방향 정 도 : ±10도

기술 수준(’04) 세계 50%, 국내 20%, 격차 2년


선도기관 (국가)

자기위치 인식 및 Navigation은 전용 모듈 및 시스템 차원

에서 연구가 진행된 상태도 URC 개념에 부합되는 전용 칩

은 없음

국내 기관 국내 개발 기관 없음


기술개발현황 해당 사항 없음

기술도입현황 해당 사항 없음


핵심기술 자기위치 추정, Navigation

주변기술 로봇 센서, 자율주행

성숙도시장형성(05년/07년), 시장성장(09년/11년),

시장성숙(13년/15년)


’13년($800 Million/500억원) <근거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 텔레메틱스(D)

기타 -


연구개발다양한 센서 인테페이스 활용한 자기 위치 인식 신호 처리

및 자율 주행 정보 제공을 위한 기능 통합형 SoC

현안(쟁점사항) 센서의 표준화, 융합 로직의 유연성 확보

1단계: 전용 칩 개발을 위한 핵심 코어 로직의 개발 및 표

준화

기술전략2단계: 가격 경쟁력확보를 위한 주변 모듈의 국산화 (개발


3단계: 다양한 적용성 확보를 위한 전용 칩의 다양화 (가격

및 기능적 측면)

기 효과지능형 서비스 로봇의 핵심 부품으로 국내외 적으로 2010

년에 시장을 창출 할 수 있을 것으로 사료됨

로봇자율주행모듈 I11 자기위치인식및 I111Navigation 전용

SoC

구분(2)

Special Report

30_ IT SoC Magazine


지능형로봇 I URC 서비스 지능형로봇 URC 로봇 I1하드웨어시스템


기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


로봇멀티모달 I11 상+거리센서 I111인터페이스모듈 인터페이스SoC

구분(3)

구분(3)

부 품 명 상 + 거리 센서 I/F SoC

1. 2차원적인 상 정보의 3차원화를 통한 응용성 확

부품 개요2. 지능형 서비스 로봇의 핵심 센서인 상센서와 거리센

서의 통합을 통한 소형화

3. 상/거리 센서 융합 모듈

1. 거리 정 도 : 5cm @1m

부품 사양 2. 신호 처리 Filter (2차원) 및 Pre-process data의 압축

3. 융합 엔진의 처리속도 : 10Hz

기술 수준(’04) 세계 80%, 국내 70%, 격차 2년

기술완성시기 세계 2010 년도 , 국내 2010 년도

선도기관 (국가) 상 정보 처리 소자의 경우에 한하여 Phillips 등이 보유

국내 기관 저가형 상 처리 모듈(엠텍비젼)

한국의 기술경쟁력 (A), B, C, D, E

기술개발현황

국내외의 경우 모두, 단독적인 I/F 칩 형태로 개발. 두 센서

의 융합기술에 한 진행은 시스템 레벨로 국내외 연구소

및 학에서 진행 중이나 범용 부품 또는 모듈로서의 상용

화 사례는 없음

기술도입현황 해당 없음

기술군명 센서 기술

핵심기술 상 처리 기술, 센서 융합 기술

주변기술상 센서 (카메라) 기술, 거리 및 변위 센서 기술, 로봇 제

어 기술

성숙도시장형성(05년/07년), 시장성장(09년/11년), 시장성숙(13년

/15년)


’13년($2,000 Million/2,000억원) <근거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 텔레매틱스(D)

기타 -


연구개발상/거리 센서 융합 로직 개발 (산∙학∙연공동,

2005~2007, 180억, 20억/20억/30억)


1단계: 센서 I/F SoC 개발을 위한 핵심 코어 로직 ( 융합엔

진 )의 개발 및 표준화

기술전략 2단계: 가격 경쟁력확보를 위한 주변 모듈의 국산화 (개발


3단계: 양산 기술 확보

기 효과


년에 이르면 10억불 이상의 시장을 창출 할 수 있을 것으

로 사료되며, 홈 네트웍크 분야의 보안 솔루션 등으로 활

용되어 시장규모는 더욱 확 될 수 있을 것으로 예상됨




기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


로봇멀티모달 I11 음성+거리센서 I111인터페이스모듈 인터페이스SoC

구분(4)

구분(4)

부 품 명 음성 + 거리 센서 I/F SoC

1. 화자/음원의 음성정보 외에 위치정보를 추적

부품 개요 2. 다수의 마이크와 거리센서를 사용하여 음원까지의 거리

및 방향 정보를 취득

1. 인식 정 도 : 10cm @2m

부품 사양 2. 방향 정 도 : ±10도

3. 융합 엔진의 처리속도 : 10Hz

기술 수준(’04) 세계 40%, 국내 30%, 격차 2년


선도기관 (국가)음성 인식을 위한 전용 칩 정도만 출시된 상태이며 음성

거리 융합개념의 I/F칩은 출시된 예가 없음

국내 기관 해당 없음


기술개발현황

국내외의경우모두, I/F 칩 단독적인형태로개발. 두센서의

융합기술은 시스템 레벨로 국내외 연구소 및 학에서 진행

중이나범용부품또는모듈로서의상용화사례는없음



핵심기술 음성 처리 기술, 센서 융합 기술

주변기술음성정보 취득용 마이크 제작 기술, 거리 및 변위 센서 제

작 기술, 로봇 제어 기술


/15년)


’13년($2,000 Million/2,000억원) <근거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 홈네트워크(D)

기타 -


연구개발음성/거리 센서 융합 로직 개발 (산∙학∙연공동,

2005~2007, 180억, 20억/20억/30억)


1단계: 센서 I/F SoC 개발을 위한 핵심 코어 로직 ( 융합엔

진 )의 개발 및 표준화




기 효과



로 사료되며, 홈 네트웍크 분야의 보안 솔루션 등으로 활


Special Report _31




기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


오감처리 I11 시각인식 I111모듈 SoC

구분(5)

구분(5)

부 품 명 시각인식 SoC

부품 개요

1. 시각인식처리에 있어 계산 Cost의 부분을 차지하는

전처리 기능을 SoC화 함으로써 고속화 및 Main

Module의 부담경감

2. 상입력센서와 Package화 될 수 있도록 소형화

1. 기본 전처리기능: 상 필터링, 5개 이상의 이진화 알고

리즘 구현, 5개 이상의 Edge 추출 알고리즘 구현, 세선

화 기능

부품 사양2. 특징 추출 및 변환: FFT, Wavelet Transform 등의 기

본 Transform 기능 구현

3. Matching 기능: 단순 템플레이트 매칭을 비롯, Blob

Analysis, Logic 연산 등 Binary 상에 한 기본 처

리기능

4. 기본 기능의 Flexible 한 Cascading 기능

기술 수준(’04) 세계 80%, 국내 70%, 격차 2년


선도기관 (국가)개 위의 기능을 Board Level에서 제공하고 있으나, 로

봇에서의 이용을 위해서는 소형화가 중요함

국내 기관

경쟁력 A, (B), C, D, E

기술개발현황로봇에서의 이용을 위해서는 엄선된 기능을 명확히 정의함

으로써 단순한 상입력장치처럼 사용할 수 있는 소형화

된 모듈이 필요함

기술도입현황

기술군명 센서 기술

핵심기술 상 처리 기술

주변기술 상 센서 (카메라) 기술


/15년)

규모(M$)’05년($500 Million/10억원), ’09년($1,000 Million/1,000억

원), ’13년($5,000 Million/5,000억원) <근거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 홈네트워크(C), 텔레매틱스(C)

기타 -

기술도입- 로봇용 상인식 기본기술의 선정/구현/SoC 화 (산∙

학∙연공동, 2005~2007, 180억, 20억/20억/30억)

연구개발 - SoC 구현을 위한 적절한 구현 기능 Set의 선정

1단계: Application에 특화된 상인식 기술의 선정 및 구현,

현안(쟁점사항) 2단계: 가격 경쟁력확보를 위한 주변 모듈의 국산화 (개발

가능성 및 도입 비용을 고려 후 선정),


기술전략



로 사료되며, 홈 네트웍크, 텔레매틱스 등 관련 분야에 활


기 효과

지능형 서비스 로봇의 핵심부품으로 국내외 적으로 2010

경년에 20억불 이상의 본격적인 시장을 창출 할 수 있을

것으로 사료되며, 홈 네트웍크 분야의 보안 솔루션 등으로

활용되어 시장규모는 더욱 확 될 수 있을 것으로 예상됨




기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


오감처리 I11 오감[감성] I111모듈 처리칩

구분(6)

구분(6)

부 품 명 오감[감성]처리 칩

부품 개요로봇의 기본적인 오감 처리 기능 부가를 통한 사용자 친숙

성 및 인간-로봇 상호 인지 I/F 제공을 통한 로봇단말의

기술적 한계 극복 및 상업성 부가

1. 비젼, 음성, 촉감 등의 다양한 로봇 사용자 입력 인터페

이스 기능

부품 사양 2. 외부 상황 인지를 통한 신호처리(DSP) 기능

3. 신호처리를 통한 사용자 감성 및 감점 친화형 User I/F

기술

기술 수준(’04) 세계 80%, 국내 70%, 격차 2년


선도기관 (국가)

로봇의 감성처리 기능은 애완용 로봇의 상품성을 위해 개

발이 진행되고 있으나, 저가로 신뢰성 있는 전용 칩의 개

발 예는 없음

국내 기관 해당 없음


기술개발현황학교등의 실험 차원의 Pilot 연구가 시스템 Level에서 일부

진행되고 있음


기술군명 감성처리 기술

핵심기술 비젼, 음성, 촉각, 등 오감 처리 기술

주변기술 DSP 및 DSP Peripherals 기술


/15년)



세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 차세 PC(B)

기타 -

기술도입 Embedded DSP Core 등

연구개발로봇의 상용화 및 상업화에 필수적인 감성 인식 전용 칩에

한 연구개발 투자 필요

현안(쟁점사항)로봇 오감의 기본적인 기능 정의 및 User Friendly I/F 기

술에 한 명확한 정의 및 기능 개발

1단계: 감성로봇의 응용분야 및 서비스 명확화 및 기본 오

감 처리 기능 도출




기 효과유무선 통신 단말의 사용자 친숙성 및 지능화를 통한 신규

시장 창출 가능

Special Report

32_ IT SoC Magazine


지능형로봇 I URC 서비스 지능형로봇 관성측정 I1시스템


기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


관성측정 I11 MEMS 센싱엘리먼트 I111모듈 신호처리SoC,

관성측정용SoP

구분(7)

구분(7)

부 품 명MEMS 센싱 엘리먼트와 신호처리 SoC가 통합된 관성측

정용 SoP

부품 개요

1. 센싱 엘리먼트, 센싱 SoC, 네트워크 인터페이스가 통합

된 관성 측정용 SoP

2. URC 위치 및 자세 추정, 자율주행 등에 응용됨

1. 각속도 입력 범위: 90 deg/sec, 정지 드리프트: 3 도/

분, 역폭: 25 Hz

부품 사양 2. 가속도 입력 범위: 10 g, 정지 드리프트: 3 mg, 역폭:

25 Hz

3. RS232C/USB2.0 네트워크 인터페이스 지원

기술 수준(’04) 세계 80%, 국내 60%, 격차 2년


선도기관 (국가) Analog Devices, Inc.

국내 기관기본적인 기술 개발은 완료되었으나 양산에 돌입한 기업은

없음 (SML전자에서 소규모 판매 시작)


기술개발현황

아날로그 센서의 경우 상당 부분 연구 개발 및 상용화가

진행되었지만 네트워크 인터페이스를 통합한 관성센서

SoP 의 연구는 초기 단계임

기술도입현황 도입 사례 없음

기술군명 기반부품

핵심기술 MEMS, 센서, SoC

주변기술 패키징 및 신호처리


/15년)


’13년($1,000 Million/1,000억원) <근거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 차세 PC(D)

기타 -

기술도입 해당 사항 없음

연구개발MEMS 가속도/각속도 센싱 엘리먼트 개발, 신호처리 SoC

의 개발 및 이의 SoP 집적화

현안(쟁점사항) 네트워크 인터페이스 및 프로토콜의 표준화

기술전략

고성능/고신뢰성 확보를 위한 MEMS 센싱 엘리먼트 자체

제작 기술 확보

신호 잡음비를 높이기 위한 Analog/Digital mixed

signal processing 기법 도입

기 효과

지능형 서비스 로봇의 핵심 부품으로 서비스 로봇 및 각종

산업용 로봇의 위치 및 자세 제어 등에 폭넓게 사용될 것

으로 예상되며, 나아가 소비자 가전/자동차 분야 등에서 새

로운 시장을 창출 할 수 있을 것으로 기 됨




기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


위치추정 I11 위치파악용 I111모듈 액티브비컨

구분(8)

구분(8)

부 품 명 네트워크 기반 실내형 Active Beacon 센서

부품 개요

1. 거리 측정을 위한 초음파 센서, 각 신호의 동기와 거리

계산에 이용될 RF송수신 칩

2. 위치 및 방위각 계산, 각 ID 비교 그리고, RS232C와

USB 통신을 위한 Processor

부품 사양

1. 위치 파악 정 도 최종 목표 : 위치 오차 ±10 cm이내 /

방위각 오차 ±2�이내

2. RS232C / USB1.1 네트워크 인터페이스 지원

기술 수준(’04) 세계 40%, 국내 10%, 격차 2년

기술완성시기 국내 2008 년도

선도기관 (국가) 선진국의 학연구소 시제품만 있음

국내 기관 학내 일부 연구 진행


1. 국외 : 미국 MIT의‘Oxygen’프로젝트의 일부로 개발된

‘Cricket’시스템, 국 캠브리지 학의 통신공학 연구

실에서 개발한 시스템, Bristol 학 Wearable group에

서 개발한 위치 시스템기술개발현황

2. 국내 : 국내의 실내 위치인식 방법에 한 연구는 시작

단계임 (전북 학교 이수 교수가 제어 자동화 시스템

공학회에 발표한‘전역 초음파 센서 시스템을 이용한

이동 로봇의 자기 위치 추정’논문이 있음)



핵심기술위치파악정 도 향상을 위한 알고리즘, RF/초음파 송수신,

Embedded 시스템

주변기술 신호처리, system integration


/15년)



세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 홈네트워크(D)

기타의료, 사무실 등의 human service robot, 재난과 구호 목

적의 service robot, security 목적의 위치 파악 시스템

기술도입 해당 없음

연구개발오차를 최소화하기 위한 알고리즘 개발, 저가의 고성능 모

듈 개발


기술전략

RF와 초음파센서에 의한 로봇의 위치 산출, 신경망 기법에

의한 위치추정 정 도의 향상, 저가 고출력의 초음파센서

개발, 시뮬레이션을 통한 오차의 최소화,

DSP 및 주변회로의 최적화로 가격경쟁력 확보, 네트워크

인터페이스 및 프로토콜의 표준화 추진

기 효과

지능형 서비스 로봇 이외 위치를 알고자 하는 모든 시스템

에 적용이 가능하기 때문에 향후 시장을 적극적으로 공략

할 수 있을 것으로 기 됨.

Special Report _33




기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


거리측정 I11 압전초음파 I111모듈 소자

구분(9)

구분(9)

부 품 명압전소자와 소자구동부 및 신호처리부가 결합된 초음파 거

리센싱 시스템

1. 압전체를 기반으로 하는 거리측정용 소자 및 이를 구동

하는 회로, 근거리 측정도를 향상시킨 회로설계, 16 CH

을 구동하는 표준화된 지능형 제어부부품 개요

2. PnP 기능을 통해 Host로부터 제어하기 위한 표준화된

API 설계를 통해 URC 충돌방지, 위치 추정, 자율주행

등에 응용됨

1. 초음파 퍼짐각: 90 deg

부품 사양2. 최소 측정 거리 : 10 cm, 최 측정 거리 : 5 m, 거리

분해능 : 5 mm, 최소검출 상폭 : 5 cm (1m 거리)

3. RS232C/USB2.0 네트워크 인터페이스 지원

기술 수준(’04) 세계 50%, 국내 20%, 격차 3 년


선도기관 (국가) Murata

국내 기관 초기단계로 양산에 돌입한 기업은 없음


기술개발현황

수입센서를 사용한 아나로그 방식의 자동차 후방감지기는

상당 부분 연구 개발 및 상용화가 진행되었지만 URC용 네

트워크 인터페이스를 통합한 거리센서는 초기 단계임

기술도입현황 기술 개발 초기 단계로 도입 사례 없음


핵심기술 압전소자, 센서, 압전소자구동회로, 초음파신호처리

주변기술 신호처리, 저가설계, ASIC설계


/15년)

규모( M$)

’05년 ($300 Million/500억원 ), ’09년 ($1,000

Million/2,000억원), ’13년($3,000 Million/5,000억원) <근

거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 텔레매틱스(D)

기타 자동차 분야, 산업설비


연구개발 압전소자 국산화, 구둥부, 초음파신호처리, API설계


기술전략URC를 위한 초음파 소자 의 국산화 및 구동회로 설계,

거리측정 및 충돌방지를 위한 지능형 API설계

기 효과

지능형 서비스 로봇의 핵심 부품으로 서비스 로봇 및 자동

차 산업 등 일반 산업용 설비의 계측기 등에 폭넓게 사용

될 것으로 예상되며, 자동차 분야 및 산업설비 측정기 등

에서 시장을 창출 할 수 있을 것으로 기 됨.


지능형로봇 I URC 서비스 지능형로봇 촉각센싱 I1시스템


기

술

현

황

기술군

시장

현황

(세계/

국내)

활용분야

확보방안


촉각센싱 I11 MEMS 촉각센싱엘리먼트 I111모듈 및신호처리ASIC이결합된

네트워크기반촉각센싱용flexible SoP

구분(10)

구분(10)

부 품 명MEMS 촉각 센싱 어레이 엘리먼트 및 신호처리 ASIC이

결합된 네트워크 기반 촉각 센싱용 flexible SoP

1. MEMS 센싱 엘리먼트 및 신호처리 ASIC이 결합된 네트

워크 기반 촉각 센싱용 flexible SoP 시스템부품 개요

2. URC 로봇 Hand, 마이크로 로봇의 Gripper, 인간지원

로봇 및 의료 시술 분야 등에 이용됨

1. 최 용량 : 100N,

2. 해상도 : 1cm2 의 면적에 10 X 10,

부품 사양 3. FPCB를 이용한 flexibility 및 탄성 계수가 우수한

polymer를 이용한 packaging,

4. RS232/CAN 등을 이용한 네트워크 인터페이스 지원

기술 수준(’04) 세계 70%, 국내 50%, 격차 3년


선도기관 (국가) Tekscan, Inc.

국내 기관KETI, 한국표준연구원, 연세 등 연구소를 중심으로 기본

적인 연구가 진행되었음


기술개발현황

FRS 및 strain 센서를 이용한 촉각 센서를 제작한 경우는

있으나 집적도 및 분해능이 떨어지며, 네트워크 인터페이

스를 통합한 촉각센서 제작의 연구는 이루어진바가 없음



핵심기술 Flexible SoP, MEMS, 센서

주변기술 Wiring & interconnection, 신호처리, 패키징


/15년)

규모(M$)’05년($5 Million/500억원), ’09년($50 Million/2,000억원),

’13년($150 Million/5,000억원) <근거 추정>

세계시장 점유율(%) ’04년 0%, ’07년 5%, ’10년 10%

신성장 동력분야 차세 PC(C)

기타마이크로 로봇, 원격 의료 진단 및 의료 시술, 물리량 측정

기 등등


연구개발MEMS 촉각 센서 어레이 엘리먼트 개발, FPCB를 이용한

flexibility확보 및 ASIC 개발


기술전략

- 3축 힘 측정 가능 및 소형/집적화가 가능한 고해상도

MEMS 촉각 센싱 엘리먼트 제작 기술 확보, FPCB를 이

용한 flexibility 및 센서 실장 기술 확보, 신호처리 ASIC

및 Flexible SoP 기술 확보

기 효과

지능형 서비스 로봇의 핵심 부품으로, 물체

gripping/release 등에 폭넓게 사용될 것으로 예상되며,

나아가 원격 의료 진단 및 의료 시술, 물리량 측정기 등에

폭넓게 사용될 것으로 예상됨

Special Report

※ Part D는 9월호에 게재 예정

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