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担当別５０音一覧

科目	ハードウェア記述言語	区分	メディアネットワーク学科科目群
授業コード	15203	開設セメスター	5S
曜日・時限	春　月/34	単位数	2単位
担当者名	山本　庸介

授業の概要

現在、テレビ・ビデオ・オーディオ・携帯電話などの製品のコア技術は、ディジタル回路である。その基礎をなすブール代数・論理回路を実現する、回路設計を人手で行うことは不可能になってきているため、ディジタル回路の設計は、ハードウェア記述言語と論理合成ツールを用いるのが常識となっている。本授業はハードウェア記述言語によるトップダウン設計に関する実践的なテーマを提供し、設計演習を通して効率的なディジタル回路設計手順を理解させる｡

到達目標	NAND回路や加算回路などの組み合わせ回路、フリップフロップやレジスタなどの順序回路など、主要な論理回路の動作を理解する。この応用として、信号機制御回路、エレベーター制御回路、自分で設計した簡単な回路など、実際に世の中で使われている制御回路の基本アルゴリズム、ハードウェア記述言語の記述、論理シミレーションが出来ることを目標とする。下記参考書の例題の中で授業で指定したものが80%程度、自力で設計できること。

授業計画	テーマ	内容	授業を受けるにあたって
第1回目	はじめに	授業の概要説明と論理回路の社会的インパクト	シラバスを確認しておく
第2回目	身の回りの論理回路	電子炊飯器､洗濯機、携帯電話、信号機など	身の回りにある論理回路の調査
第3回目	基本的な論理回路	NANDやNOR、NOTなどの基本論理回路	信号機の制御方法をレポート
第4回目	ハードウェア記述言語－1	ハードウェア記述言語の動作環境を整え、操作する	各自パソコンを用意する
第5回目	基本的な論理回路の検証	NANDやNOR、NOTなどの基本論理回路を検証	基本論理回路を理解しておく
第6回目	ハードウェア記述言語－2	簡単なハードウェア記述言語の文法を学習する	動作環境に習熟しておく
第7回目	簡単な組み合わせ論理回路	基本論理を組み合わせたセレクタ回路を学習し検証する	動作環境に習熟しておく
第8回目	加算回路・掛算回路の設計	加算回路や掛算回路の回路構成、動作原理を学ぶ	簡単な回路の検証法をマスターしておく
第9回目	4ビット加算回路の設計	多ビットの回路設計法を学び、加算回路を設計	加算回路の検証法をマスターしておく
第10回目	中間試験	組み合わせ論理回路とハードウェア記述言語の試験	組み合わせ回路の検証を完全にマスターしておく
第11回目	組み合わせ回路と順序回路	組み合わせ回路の復習と順序回路の例(RSFF)を学ぶ	組み合わせ回路の検証を完全にマスターしておく
第12回目	RSフリップフロップ	RSフリップフロップの検証をおこなう	順序回路とは何かをレポート
第13回目	Dフリップフロップ	Dフリップフロップとレジスタについて学習し検証	RSFFの検証をしておく
第14回目	身の回りの制御回路設計	信号機やエレベーターの制御回路の機能を抽出し設計	身の回りの制御を考える
第15回目	期末試験	順序論理回路と身の回りの制御回路の設計検証の試験	身の回りの制御回路の設計法を完全にマスターしておく

教科書	特に指定しない。必要に応じてプリントを配布する。シミレーションができるノートパソコンが必要である。
参考文献	ディジタル回路とVerilog-HDL 著者:並木秀明ほか　出版社:技術評論社 HDLによるVLSI設計　著者:深山正幸ほか　出版社:共立出版株式会社　など
成績評価方法	中間試験(45%)、期末試験(45%)、授業でのアクティビティー(受け答えやミニレポート)で10%、合計を100点満点とします。試験では、論理回路そのものに対する理解とハードウェア記述言語を用いた検証技術の達成度、身の回りの制御回路を論理回路で構成する実用的な能力の達成度に着目してその到達度を評価します。成績は学則にのっとり、SABCFで評価、出席が3/4に満たないものはFとします。
そのほか受講者への指示／メッセージ	論理回路が設計できる電子工学にたずさわる設計者の基本である。常に身の回りの制御回路がどのような論理回路で構成されているかを自分で考えられる能力と探究心を養ってほしい。また、自分で考えてみたことをシミレーションで検証し、試行錯誤をしながら設計が出来るスキルを身に付けてほしい。 履修条件としては、必須ではないが｢ディジタル数学｣、｢コンピューターハードウェア｣などの科目を履修していることが望ましい(必須ではない) 将来､集積回路技術者を目指す方、情報処理技術者試験を受験する基礎科目となります。