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요약문
Summary
CONTENTS
목차
제1장 서론 29
제1절 연구의 필요성 31
제2절 연구 개발의 목표 및 범위 31
1. 연구 개발의 목표 31
2. 연구 개발의 범위 32
제3절 주요 연구 개발 결과 33
1. 웨어러블 퍼스널 스테이션 하드웨어 플랫폼 기술 33
2. 웨어러블 퍼스널 스테이션 시스템 소프트웨어 기술 34
3. 웨어러블 퍼스널 스테이션 사용자 인터페이스 기술 34
4. 초소형 초절전 시스템 S/W를 위한 디버거 및 모니터 시스템 개발 35
5. 응용 프로그램 35
제2장 웨어러블 퍼스널 스테이션 하드웨어 플랫폼 기술 37
제1절 액세서리형 플랫폼 39
1. 개요 39
2. 손목 시계형 및 퍼스널 모바일 게이트웨이 플랫폼 39
3. WPGB(Wearable Pointing & Gesture Band) 플랫폼 44
4. ARC(Actual Remote Controller) 상용화 시제품 47
제2절 레고 블럭 모듈의 분리형 입는 컴퓨터 51
1. 개요 51
2. 레고 블록 모듈 형태의 분리형 입는 컴퓨터 플랫폼 51
제3절 퍼스널 모바일 게이트웨이 플랫폼 53
1. 개요 53
2. 퍼스널 모바일 게이트웨이 플랫폼(PMG1) 55
3. 퍼스널 모바일 게이트웨이 상용화 시제품(PMG2) 58
제3장 웨어러블 퍼스널 스테이션 시스템 소프트웨어 기술 64
제1절 초소형 초절전 시스템 소프트웨어 64
1. 초소형 초절전 실시간 운영체제 64
2. 초소형 초절전 컴포넌트 기반 경량 미들웨어 79
제2절 상황 인지 분산 파일 서비스 130
1. 개요 130
2. 상황 인지 분산 파일 서비스 131
3. 연구 단계 별 결과 138
4. 결론 139
제3절 WLAN/WPAN 연동 및 서비스 자동 인식 프로토콜 140
1. 개요 140
2. WASH(Wireless Audio Sharing) 시스템 142
3. SHAVE(SHaring AV in wearable Environment) 시스템 150
제4장 웨어러블 퍼스널 스테이션 사용자 인터페이스 기술 160
제1절 성대 인식 기반 사용자 인터페이스 기술 162
1. 개요 162
2. 성대 인식 기반 사용자 인터페이스의 구조 162
3. 실험 및 평가 176
4. 결론 177
제2절 제스처 인식 기반 사용자 인터페이스 기술 177
1. 개요 177
2. 모션 센서 기반의 제스처 인식 178
3. ETRI 제스처 인식 엔진 179
4. 3차원 공간 마우스 기능을 위한 모션 인식 182
제3절 손가락 접촉음 기반 사용자 인터페이스 기술 182
1. 개요 182
제4절 모달리티 융합 기반 사용자 인터페이스 기술 184
1. 개요 184
2. 상세 구현 구조 184
제5장 초소형 초절전 시스템 S/W를 위한 디버거 및 모니터 시스템 기술 188
제1절 디버거 시스템 190
1. 개요 190
2. 디버그 정보 190
3. 디버거 기본 기능 191
4. Breakpoint 기능 191
5. Memory/Register Control 기능 191
6. Code download 기능 192
7. Script 기능 192
8. Multi core debugging 기능 192
제2절 모니터 시스템 193
1. 개요 193
2. UbiFOS Task 193
3. UbiFOS HISR(High-level Interrupt Service Routine) 193
4. Dynamic-Memory 194
5. Partitions Memory 194
6. Semaphore 195
7. Mailbox 196
8. Message Queue 196
9. Task Port 197
10. Message Port 197
11. Event 198
12. Signal 198
13. UbiFOS Timer 199
제6장 응용 프로그램 200
제1절 손목 시계형 플랫폼 응용 프로그램 202
1. 개요 202
2. WPS 시계 202
3. 영상통신 203
4. 디지털 카메라 203
5. 원격 파일전송 203
6. 미디어 플레이어 204
7. WPS 제어판 204
8. 파일 탐색기 204
9. 문자 입력 205
제2절 Pick & Tune 205
1. 개요 205
2. 시나리오 206
3. Pick-and-Tune 시스템 구성 206
제3절 Actual Remote Control 209
1. BTremo(Bluetooth Remote Control) 209
2. ARC(Actual Remote Control) 서비스 225
제7장 결론 248
제1절 결론 250
제2절 향후 과제 251
부록 1. 연구 결과물 목록 252
1. 기술문서 254
2. 프로그램 269
3. 논문 271
4. 특허 275
5. 차세대PC표준화포럼 차세대PC플랫폼W/G TTA 채택 표준 277
〈표 2-1-1〉 웨어러블 퍼스널 스테이션 하드웨어 사양 40
〈표 2-1-2〉 시스템 Idle 상태에서의 전력 소모량 44
〈표 2-1-3〉 MPEG4 재생시 전력 소모량 44
〈표 2-1-4〉 ARC 전원 설계 49
〈표 2-3-1〉 PMG-1의 사양 56
〈표 2-3-2〉 PMG-2의 사양 58
〈표 3-1-1〉 DPM 구동 정책 76
〈표 3-1-2〉 Current variation 측정 결과 (27.7% off) 77
〈표 3-1-3〉 ITC 오버헤드 - Semaphore, Signal 78
〈표 3-1-4〉 ITC 오버헤드 - MsgQueue, MBox, MsgPort, TaskPort 78
〈표 3-1-5〉 RTOS 성능 비교 79
〈표 3-1-6〉 컴포넌트 명세 파일 형태(CDF Format) 85
〈표 3-1-7〉 분산통신 컴포넌트 상위 계층 API 89
〈표 3-1-8〉 컴포넌트 인터페이스 89
〈표 3-1-9〉 분산통신 하위계층 인터페이스 90
〈표 3-1-10〉 블루투스 정보와 UPnP 명세 아이템과의 매칭 93
〈표 3-1-11〉 전력인지 인터페이스 99
〈표 3-1-12〉 APM 드라이버에서 제공하는 정보 100
〈표 3-1-13〉 전력제어 컴포넌트 인터페이스 101
〈표 3-1-14〉 전력관리 모듈 기능 102
〈표 3-1-15〉 이동성 지원 컴포넌트 상위계층 인터페이스 106
〈표 3-1-16〉 이동성 지원 하위계층 인터페이스 106
〈표 3-1-17〉 이동성 지원 컴포넌트 인터페이스 107
〈표 3-1-18〉 컴포넌트 정보 113
〈표 3-1-19〉 브릿지 서비스 단계별 평균 시간 119
〈표 3-1-20〉 장비를 통해 측정한 LCD 화면 밝기에 따른 소비전류 121
〈표 3-1-21〉 시스템 전력 단계에 따른 LCD 화면의 소비전력 122
〈표 3-1-22〉 장비를 통해 측정한 블루투스 장치 검색 메시지의 소비 전류값 122
〈표 3-1-23〉 시스템 전력 단계에 따른 블루투스 장치 검색 메시지의 소비전력 123
〈표 3-1-24〉 전력관리 미들웨어 이용 시 사용 시간 124
〈표 3-1-25〉 보안 컴포넌트 기능 테스트 환경 129
〈표 3-3-1〉 블루투스 헤드폰 수에 따른 MP3 오디오 스트림 총 재생시간 148
〈표 3-3-2〉 WASH 기술에서 추가/보완된 기능 150
〈표 4-1-1〉 끝점 검출 조건 표 166
〈표 4-1-2〉 Fixed Point 함수 175
〈표 4-2-1〉 멀티미디어 기기 제어를 위한 기본 제스처 명령어 정의표 178
〈표 4-2-2〉 지식 기반 제스처 인식 vs HMM 학습 기반 제스처 인식 181
〈표 4-4-1〉 Status Transition of Hypothesis Engine 185
〈표 5-2-1〉 Task 항목 의미 193
〈표 5-2-2〉 HISR의 항목 의미 194
〈표 5-2-3〉 Heap 항목의 의미 194
〈표 5-2-4〉 Partition Pool 항목의 의미 195
〈표 5-2-5〉 Semaphore 항목의 의미 195
〈표 5-2-6〉 Mailbox 항목의 의미 196
〈표 5-2-7〉 Message Queue 항목 의미 197
〈표 5-2-8〉 Task port 항목 의미 197
〈표 5-2-9〉 Message port 항목 의미 198
〈표 5-2-10〉 Event 항목 의미 198
〈표 5-2-11〉 Signal 항목 의미 199
〈표 5-2-12〉 Timer 항목 의미 199
〈표 6-3-1〉 일반 리모컨과 ARC의 주요 차이점 225
〈표 6-3-2〉 ARC Manager의 상태 천이 236
〈표 6-3-3〉 기본 메뉴 설계 디자인 및 메뉴 전개 237
〈표 6-3-4〉 피드백 예시 테이블 240
〈그림 2-1-1〉 SAMP(Single Architecture Multiple Platform) 개념도 40
〈그림 2-1-2〉 손목시계형 웨어러블 퍼스널 스테이션 41
〈그림 2-1-3〉 퍼스널 게이트웨이 42
〈그림 2-1-4〉 WPS 소프트웨어 구조 43
〈그림 2-1-5〉 WPGB 하드웨어 PCB 보드 45
〈그림 2-1-6〉 WPGB 시스템 소프트웨어 구조도 46
〈그림 2-1-7〉 WPGB 시제품 47
〈그림 2-1-8〉 ARC보드의 기능 블록 모습 48
〈그림 2-1-9〉 ARC보드의 PCB 모습 48
〈그림 2-1-10〉 디버깅 보드가 ARC 목업에 사용되는 모습 50
〈그림 2-1-11〉 ARC 목업에 결합된 모습과 완성된 워킹 목업의 모습 50
〈그림 2-2-1〉 하드웨어 시스템 구조도 51
〈그림 2-2-2〉 모듈형 입는 컴퓨터 시작품 52
〈그림 2-3-1〉 PMG-1의 활용 시나리오 54
〈그림 2-3-2〉 PMG-2의 VoIP 플랫폼 55
〈그림 2-3-3〉 PMG-2의 Navigation 플랫폼 55
〈그림 2-3-4〉 Windows CE 6.0의 커널 구조 60
〈그림 2-3-5〉 Windows CE 6.0 개발 환경 60
〈그림 2-3-6〉 Windows Embedded CE 6.0의 구조 61
〈그림 2-3-7〉 확장 플랫폼에 따른 초기화 과정 62
〈그림 2-3-8〉 PMG-2의 플랫폼별 실행 화면 62
〈그림 3-1-1〉 실시간 운영체제 전체 구성도 64
〈그림 3-1-2〉 태스크상태 천이 66
〈그림 3-1-3〉 동적 메모리 관리 68
〈그림 3-1-4〉 장치의 전원 상태 72
〈그림 3-1-5〉 주파수 전압 조절 요소 계산 73
〈그림 3-1-6〉 TCB 74
〈그림 3-1-7〉 소모 전류 프로파일 77
〈그림 3-1-8〉 Scheduling Overhead 78
〈그림 3-1-9〉 ITC overhead 79
〈그림 3-1-10〉 웨어러블 컴퓨터 개념도 80
〈그림 3-1-11〉 웨어러블 컴퓨터 미들웨어 프레임워크 81
〈그림 3-1-12〉 소프트웨어 컴포넌트 구조 83
〈그림 3-1-13〉 컴포넌트 관리자 내부 기능 구조 84
〈그림 3-1-14〉 소켓 컴포넌트 명세 파일 예 85
〈그림 3-1-15〉 CM_activateComponent() API 유사 코드 86
〈그림 3-1-16〉 컴포넌트 로드 및 의존성 관계의 컴포넌트 로드 86
〈그림 3-1-17〉 컴포넌트 삭제 흐름도 87
〈그림 3-1-18〉 컴포넌트 관리자를 통한 API 호출 과정 88
〈그림 3-1-19〉 브릿지 미들웨어 내부 기능 구조 91
〈그림 3-1-20〉 브릿지 디바이스 리스트 구조체 92
〈그림 3-1-21〉 변환된 UPnP 명세 예 94
〈그림 3-1-22〉 NPnP 컴포넌트 동작 과정 95
〈그림 3-1-23〉 전력제어 컴포넌트 제공 서비스 97
〈그림 3-1-24〉 전력제어 컴포넌트 내부 기능 구조 98
〈그림 3-1-25〉 전력인지 인터페이스 99
〈그림 3-1-26〉 시스템 전원 상태 자료 구조 102
〈그림 3-1-27〉 LCD 장치 제어 정보 자료 구조 103
〈그림 3-1-28〉 전력제어 컴포넌트 상태 정보 자료 구조 103
〈그림 3-1-29〉 응용프로그램 정보 자료 구조 103
〈그림 3-1-30〉 전력제어 컴포넌트의 실행 순서 104
〈그림 3-1-31〉 웨어러블 컴퓨터 네트워크 105
〈그림 3-1-32〉 등록 과정 107
〈그림 3-1-33〉 경로 최적화 과정 108
〈그림 3-1-34〉 데이터 메모리 요청 109
〈그림 3-1-35〉 코드 메모리 요청 109
〈그림 3-1-36〉 실행 환경 112
〈그림 3-1-37〉 응용프로그램 관리자를 이용한 채팅프로그램 실행 112
〈그림 3-1-38〉 APIRT 내의 API 참조 정보 113
〈그림 3-1-39〉 컴포넌트 설치에 따른 소요 시간 분포 114
〈그림 3-1-40〉 컴포넌트 삭제에 따른 소요 시간 분포 114
〈그림 3-1-41〉 소프트웨어 플랫폼 추가에 따른 시간 지연 측정 115
〈그림 3-1-42〉 플랫폼 추가에 따른 오버헤드 측정 실험 116
〈그림 3-1-43〉 성능 측정을 위한 UPnP 환경 구성도 117
〈그림 3-1-44〉 기기 발견 측면에서의 성능 측정 그래프 118
〈그림 3-1-45〉 서비스 발견 측면에서의 성능 측정 그래프 120
〈그림 3-1-46〉 소비전력 측정 실험 환경 121
〈그림 3-1-47〉 MPlayer 재생 옵션 125
〈그림 3-1-48〉 MPlayer 재생 옵션에 따른 CPU 사용률 126
〈그림 3-1-49〉 MPlayer 재생 옵션에 따른 누적 소비전력 127
〈그림 3-1-50〉 CPU 사용률과 소비전력과의 상관관계 127
〈그림 3-1-51〉 size-optimized CBC encryption 128
〈그림 3-1-52〉 Speed-optimized CBC encryption 128
〈그림 3-1-53〉 테스트 베드 및 웨어러블 컴퓨터 129
〈그림 3-1-54〉 암호화 모듈 테스트 결과 130
〈그림 3-2-1〉 상황 인지 분산 파일 서비스 기술 개요 132
〈그림 3-2-2〉 Data Access Layer 구조 133
〈그림 3-2-3〉 임베디드 DB 기반 Metadata Manager 구조 135
〈그림 3-2-4〉 VFS 지원 컴포넌트 구조 137
〈그림 3-3-1〉 착용형 블루투스 오디오 공유 141
〈그림 3-3-2〉 착용형 블루투스 멀티미디어 스트림 141
〈그림 3-3-3〉 WASH 시스템 구조 143
〈그림 3-3-4〉 eA2DP : 복수개의 오디오 스트림 전송 145
〈그림 3-3-5〉 WASH 성능측정을 위한 실험 환경 146
〈그림 3-3-6〉 SBC 오디오 스트림에 대한 처리량 147
〈그림 3-3-7〉 MP3 오디오 스트림에 대한 처리량 148
〈그림 3-3-8〉 이더넷-블루투스 연동 환경에서의 오디오 데이터 스트림 흐름 149
〈그림 3-3-9〉 SHAVE 시스템 구조 151
〈그림 3-3-10〉 WASH 제어기의 외부 인터페이스 및 내부 구조 152
〈그림 3-3-11〉 WASH 재생기의 외부 인터페이스 및 내부 구조 153
〈그림 3-3-12〉 블루투스 AV 제어 흐름 및 구조 154
〈그림 3-3-13〉 블루투스 AV 모듈 구조 및 관계 155
〈그림 3-3-14〉 블루투스 AV 송수신 절차 156
〈그림 3-3-15〉 블루투스 AV 프로토콜 및 프로파일 구조 157
〈그림 4-1-1〉 성대신호 인식 기술 블록 구조 163
〈그림 4-1-2〉 성대신호 데이터 수집 환경 개념도 164
〈그림 4-1-3〉 전처리 모듈 블록 다이어그램 165
〈그림 4-1-4〉 MFCC, CMS, RASTA기반 특징추출 블록 다이어그램 167
〈그림 4-1-5〉 청각 모델기반 특징 추출 알고리즘 블록 다이어그램 168
〈그림 4-1-6〉 RASTA filtering 후 특징 왜곡 현상 169
〈그림 4-1-7〉 2번 bin에서의 RASTA 와 PMS filtering 후 특징 변화 170
〈그림 4-1-8〉 전방 학습 알고리즘 개념도 171
〈그림 4-1-9〉 오류역전파 학습 알고리즘의 학습과정 172
〈그림 4-1-10〉 최적화된 TDNN 구조 173
〈그림 4-1-11〉 성대신호 인식 순서도 173
〈그림 4-1-12〉 리눅스용 성대인식 시스템 개념도 174
〈그림 4-2-1〉 모션 센서 위치에 따른 포인팅 능력치 실험 조건 및 결과 178
〈그림 4-2-2〉 ETRI 제스처 인식 밴드 초기 prototype 179
〈그림 4-2-3〉 제스처 명령어에 따른 가속도 센서 데이터 파형 179
〈그림 4-2-4〉 ETRI 제스처 엔진 block도 180
〈그림 4-2-5〉 제스처를 구분하기 위한 Partition 181
〈그림 4-2-6〉 3축 가속도 센서와 3축 자이로 센서 데이터를 이용한 궤적 추적 182
〈그림 4-3-1〉 FingerTapButton 기술의 기본 원리 183
〈그림 4-3-2〉 FingerTapButton의 구현 구조 183
〈그림 4-4-1〉 모달리티 융합 엔진의 시스템 구성 184
〈그림 5-1-1〉 디버그시스템 구성도 190
〈그림 6-1-1〉 WPS 대기상태 화면 및 달력, 계산기 실행 모습 202
〈그림 6-1-2〉 영상통신, 디지털카메라, 사진앨범 203
〈그림 6-1-3〉 미디어 플레이어 204
〈그림 6-1-4〉 문자 입력기 205
〈그림 6-2-1〉 Pick-and-Tune 시스템 구성도(시나리오 기준) 207
〈그림 6-2-2〉 소프트웨어 기능 블록 구성도 208
〈그림 6-3-1〉 BTremo 서비스를 위한 시스템 구성 209
〈그림 6-3-2〉 BlueCore3 Multimedia 모듈의 시스템구조도 211
〈그림 6-3-3〉 블루투스 프로토콜 스택 212
〈그림 6-3-4〉 호스트와 호스트컨트롤러 사이의 프로토콜 스택 배분의 예 213
〈그림 6-3-5〉 펌웨어 응용에서 사용 가능한 메모리 영역 215
〈그림 6-3-6〉 Standard Two-Processor Architecture를 따르는 Bluez 프로토콜 스택의 구성 218
〈그림 6-3-7〉 ARC와 PMG의 연결 방법 1 220
〈그림 6-3-8〉 ARC와 PMG의 연결 방법 2 220
〈그림 6-3-9〉 PMG와 블루투스 오디오 기기 연결방법 1 221
〈그림 6-3-10〉 PMG와 블루투스 오디오 기기 연결 방법 2 221
〈그림 6-3-11〉 미디어 플레이어의 제어 흐름도 222
〈그림 6-3-12〉 ARC에 플레이 리스트를 보여주는 흐름도 222
〈그림 6-3-13〉 ARC 서비스 구성도 225
〈그림 6-3-14〉 서비스 시나리오 구조도 226
〈그림 6-3-15〉 착용 모습에 따른 센서 축 방향 227
〈그림 6-3-16〉 손목회전 227
〈그림 6-3-17〉 디바이스 연결, 메뉴 다운로드, Link fail 시 처리 절차 233
〈그림 6-3-18〉 통상적인 메뉴 제어 데이터 플로우 234
〈그림 6-3-19〉 멀티 타스크 설계 235
〈그림 6-3-20〉 기본 메뉴 설계 디자인 및 메뉴 전개 238
〈그림 6-3-21〉 메뉴 및 MenuXML 예제 239
〈그림 6-3-22〉 스마트 디바이스 시스템 구조 예시 240
〈그림 6-3-23〉 단축 메뉴 디자인 type A 및 메시지 플로우 241
〈그림 6-3-24〉 단축 메뉴 디자인 type B 및 메시지 플로우 242
〈그림 6-3-25〉 상세 기능 메뉴 및 메시지 플로우 243
〈그림 6-3-26〉 디바이스 선택 메뉴 디자인 및 동작 244
〈그림 6-3-27〉 혼합형 메뉴 디자인 245
〈그림 6-3-28〉 Audio 메뉴 추상화 예 245
〈그림 6-3-29〉 TV 메뉴 추상화 예 246
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