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マイクロエレクトロニクス

科目
マイクロエレクトロニクス
区分
電子情報工学専攻
授業コード
開講期
曜日・時限
春 火/12
単位数
2単位
担当者名
山本 庸介
授業の概要
マイクロエレクトロニクス特論では集積回路の設計に最も多く用いられている、論理シミュレータ:Verilogを使って論理回路設計の考え方を学びます。講義と演習を併用した講義を行ないます。この講義を受講することによって、集積回路の設計とは、どのようなものなのかを、体験的に習得することが出来ます。 (内容は受講者の関心とレベルなどを勘案して変えることがあります)
到達目標
1)論理回路の設計手法を理解する
2)クリティカルパス遅延が評価できる
3)セレクタや加算回路など簡単な組み合わせ回路が設計できる
4)RSフリップフロップ、レジスタなどの基本的な順序回路が設計できる
5)簡単なマイクロプロセッサが設計できる
授業計画
テーマ
内容
第1回目
集積回路の設計とは 現代の集積回路設計と論理設計 (集積回路設計のハイアラーキ、回路設計の役割分担とVerilog)
第2回目
設計環境の基礎知識 MacとUNIXの環境とViエディターの使用法
第3回目
論理シミュレータ
Verilog
Verilogの紹介とセレクタの設計  (セレクタの機能を完全に証明する為、何通りの入力設定が必要か?)
第4回目
ド・モルガンの定理 ド・モルガンの定理とVerilog 
第5回目
簡単な論理回路の設計 セレクタとハーフアダー、論理合成、CMOSインプリメント(最適化)
第6回目
ビット表現 ビット表現 (4ビットフルアダー)
第7回目
シミュレーションの出力方法 Verilogの出力リストコマンド (検証しやすい出力フォーマットを工夫する)
第8回目
遅延時間評価遅延時間の評価 (セレクタ、4ビットフルアダ-、遅延時間評価には、入力組み合わせと入力順序を考慮)
第9回目
フリップフロップRSフリップフロップ(動作説明とシミュレーション)
第10回目
DラッチDラッチとDFF (Dラッチの不備をシミュレーションで確認し、DFFでは大丈夫なことを示す)
第11回目
DFFDFFのシミュレーション (DFFの機能評価にも、入力組み合わせと前後の入力順序を考慮)
第12回目
データフローレベルデータフローレベルによる回路設計 (ビット演算子と条件演算子を用いた記述を学習)
第13回目
ビヘイビアレベルビヘイビアレベルによる回路設計 (さらに高度なビヘイビアレベル演算子を用いた記述を学習)
第14回目
マイクロプロセッサVerilogを用いてマイクロプロセッサの設計の考え方を学習する。
第15回目
マイクロプロセッサマイクロプロセッサの設計をおこなう

使用テキスト
テキストは使用しません
参考文献
並木秀明ほか「Verilogによるデジタル回路入門」 技術評論社
成績評価方法
レポート5問の平均値が90~100点ならS(優)、80~89点ならA評価(優)、70~79点ならB評価(良)、60~69点ならC評価(可)、59点以下はF評価(不可)

更新日:
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