| 本科 | 選択・必修 | 開設時期 | 単位数 | 授業形態 | 担 当 | |||
| 情報電子 | 必修 | 4年 | 4 | 実験 | 新田貴之 柳澤秀明 | |||
| 【授業の概要】 半期単位の大実験方式で、もの作りを通してコンピュータシステムの動きを体得させる。後期実験については、実験で利用するボードマイコンを変更する可能性があり、システム変更については、後期のガイダンスで説明する。 | ||||||||
| 【授業の進め方】 前期：実験のはじめに設計方法の解説を行い、実装できた時点で動作確認する。 後期：各テーマの前半は十分な講義を行い、実現に必要な技術を解説する。テーマの中盤は各自が実現方法を考えシステムの設計を行う。 各回の実験は２４０分で行う。ただし、時間割で実施日の最終時間に割り振りができなかった場合は、別に授業を行い時間を確保する。 自学自習については、知識を積み上げる方式で行うため、実験が完了しない者は、時間外に完了させ、次回の授業までに追いつく必要がある。また、課題の検討やレポートの作成のために、予習・復習を要する。 | ||||||||
| 【授業計画】 | 【授業項目】 | 【内 容】 | ||||||
| 1 回 | ガイダンス | 前期の実験内容について、ガイダンスをする。 | ||||||
| 2 回 | FPGAとVHDLによる回路設計 | FPGAの仕組みについて解説し、VHDLを使用したFPGAの回路設計の概要を講義する。 | ||||||
| 3 回 | VHDLの記述 | VHDLの基本的な記述方法について講義する。 | ||||||
| 4 回 | 開発システムの使用方法 | 開発システムの使用方法を講義した後、実際に簡単なVHDL記述から回路を作成する演習を行う。 | ||||||
| 5 回 | 回路設計(１) | マルチプレクサ、デコーダ、エンコーダを実装する。 | ||||||
| 6 回 | 回路設計(２) | 各種のカウンタを実装する。 | ||||||
| 7 回 | 回路設計(３) | ７セグメントデコーダを実装する。 | ||||||
| 8 回 | 回路設計(４) | ６０秒時計を実装する。 | ||||||
| 9 回 | 回路設計(５) | ＡＬＵを実装する。 | ||||||
| 10 回 | 回路設計(６) | ステートマシンを実装する。 | ||||||
| 11 回 | プロセッサの設計(１) | プロセッサの仕様にもとづいて回路構成図、評価プログラムを作成する。 | ||||||
| 12 回 | プロセッサの設計(２) | 命令フェッチサイクルを実装する。 | ||||||
| 13 回 | プロセッサの設計(３) | 命令実行サイクルを設計し、基本機能を持ったプロセッサを実装する。 | ||||||
| 14 回 | プロセッサの設計(４) | 命令と機能を追加したプロセッサを実装する。 | ||||||
| 15 回 | 発表会 | 実装したプロセッサのデモを行う。 | ||||||
| 16 回 | ガイダンス | 後期の実験で作成するデジタル時計と、時計の核になるH8マイコンを紹介する。 | ||||||
| 17 回 | マイコンの動作を知る | クロス開発環境について学習した後、ランプを点滅させる例題プログラムを活用する。 | ||||||
| 18 回 | マイコン内蔵デバイスを使う | タイマを用いた割込プログラミングを体得する。 | ||||||
| 19 回 | 実行するための技術的な背景（導入） | 計算機資源（リソース）についての初歩を学ぶ。 | ||||||
| 20 回 | 実行するための技術的な背景（メモリ関連） | リンカやライブラリの動作を体得する。 | ||||||
| 21 回 | 実行するための技術的な背景（メモリ関連） | 同上。 | ||||||
| 22 回 | 実行するための技術的な背景（ＣＰＵ時間） | ＣＰＵ時間について知り、リアルタイムとは何かを学修する。 | ||||||
| 23 回 | 実行するための技術的な背景（ＣＰＵ時間） | 同上。 | ||||||
| 24 回 | サポートルーチン（１） | 教員が作成したサポートルーチンの機能を学習し、これを使用する簡単なプログラムを作成する。 | ||||||
| 25 回 | サポートルーチン（２） | 教員が作成したサポートルーチンを使用して、スピーカとLCDなどを制御してみる。その後、次回から作成するデジタル時計の仕様を決定する。 | ||||||
| 26 回 | プログラム作成(１) | 前回、自分が決めた仕様に従いプログラムを作成する。 | ||||||
| 27 回 | プログラム作成(２) | 同上 | ||||||
| 28 回 | プログラム作成(３) | 同上 | ||||||
| 29 回 | 発表会準備 | 作成した時計プログラムについて発表の準備をする。 | ||||||
| 30 回 | 発表会 | 作成した時計プログラムについて発表する。 | ||||||
| 【到達目標】 | ハードウエアとソフトウエアの関連を的確に理解し、実装上のトレードオフを考えることができるようになる。 | 【徳山高専学習・教育目標】 | B1 | 【JABEE基準】 | 1(2)d-2 | |||
| 【評価法】 | 学年末評価＝（前期評価＋後期評価）／２ 前期評価＝テーマ実験（動作確認・レポート；６０点）＋プロセッサの設計（デモ・レポート；４０点） 後期評価＝発表評価点（２５点満点）＋作品提出点（２５点満点）＋作品評価点（５０点満点） | |||||||
| 【テキスト】 | コンピュータシステム実験指導書 | |||||||
| 【関連科目】 | 電子工学実験(３年)、情報システム実験(５年) | |||||||