概要:
ロボットの頭脳としてはもちろん身近な家電製品や自家用車などにも盛んに組み込まれ，我々の社会生活と深い係わりを持つようになったμコンピュータの構造（ハードウェア）と使い方（ソフトウェア）を基本に，機器組込用コンピュータや各種計測・制御用周辺ボードの設計手法について講義する．電子回路で学習するアナログ回路，電子制御回路で学習するディジタル回路，計算機工学で学習するコンピュータ・アーキテクチャやファームウェア開発，情報伝送で学習するコンピュータ・ネットワークなどを内容とした総合科目で，工学実験実習での実験的なフォローも併行する．
授業の進め方・方法:
ロボットの頭脳としてはもちろん身近な家電製品や自家用車などにも盛んに組み込まれ，我々の社会生活と深い係わりを持つようになったμコンピュータの構造（ハードウェア）と使い方（ソフトウェア）を基本に，機器組込用コンピュータや各種計測・制御用周辺ボードの設計手法について講義する．電子回路で学習するアナログ回路，電子制御回路で学習するディジタル回路，計算機工学で学習するコンピュータ・アーキテクチャやファームウェア開発，情報伝送で学習するコンピュータ・ネットワークなどを内容とした総合科目で，工学実験実習での実験的なフォローも併行する．学科のオフィス・アワーは１６時から１７時だが，昼休憩なども質問が有れば受け付ける．試験の返却・好評は採点確認を兼ね，直近の授業時間等を利用し行う．
注意点:
特別な理由もなく授業を休んだり，或いは授業中，居眠りや内職を繰り返すようでは当然高度な専門教育にはついて行けないし将来のエンジニアとしても見込めない．専門的な知識の修得についても自主的，積極的な態度を求める一方，遅刻や欠課（欠席），そして居眠りなど聴講態度の悪さには厳しく対応する．更に，特別欠席以外の追試験は行わず，努力の跡が伺えない場合は，再試験や追認試験も行わない．また，達成状況を確認するためのショート・テストや自学・自習を促すための課題提出を適宜行う．
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
年間の授業計画，マイクロ・プロセッサ小史１，組み込みシステムの基礎と実際１ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 2週 |
組み込みシステムの基礎と実際２ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 3週 |
組み込みシステムの基礎と実際３ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 4週 |
組み込みシステムの基礎と実際４ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 5週 |
組み込みシステムの基礎 マシン語命令と実行１ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 6週 |
組み込みシステムの基礎 マシン語命令と実行２ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 7週 |
組み込みシステムの基礎 電子回路とＩＣ |
CPUの構造と動作について理解し周辺回路のハードウェア設計ができる
|
| 8週 |
前期中間試験（９０分） |
CPUの構造と動作について理解し周辺回路のハードウェア設計ができる
CPUの構造と動作について理解し周辺回路のハードウェア設計ができる
|
| 2ndQ |
| 9週 |
組み込みシステムの基礎 ディジタルＩＣの種類・構造１ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 10週 |
組み込みシステムの基礎 ディジタルＩＣの種類・構造２ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 11週 |
組み込みシステムの基礎 Ａ／Ｄ変換とディジタル信号１ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 12週 |
組み込みシステムの基礎 Ａ／Ｄ変換とディジタル信号２ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 13週 |
組み込みシステムの基礎 ＣＰＵコアＡＳＩＣ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 14週 |
組み込みシステムの基礎 ゲートとＭＩＬ記号 |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 15週 |
組み込みシステムの基礎 ディジタルＩＣの電気的特性 |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 16週 |
前期期末試験 |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
組み込みシステムの基礎 ファームウェアと基板（Ｉ／Ｏ）設計１ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 2週 |
組み込みシステムの基礎 ファームウェアと基板（Ｉ／Ｏ）設計２ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 3週 |
組み込みシステムの基礎 ファームウェアと基板（Ｉ／Ｏ）設計３ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 4週 |
組み込みシステムの基礎 ファームウェアと基板（ＣＰＵ）設計４ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 5週 |
組み込みシステムの基礎 ファームウェアと基板設計（ＣＰＵ）５ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 6週 |
組み込みシステムの基礎 ファームウェアと基板設計（Ｉ／Ｏ）６ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 7週 |
組み込みシステムの基礎 割り込み処理 |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 8週 |
後期中間試験（９０分） |
CPUの構造と動作について理解し周辺回路のハードウェア設計ができる
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 4thQ |
| 9週 |
組み込みシステムの基礎 ペリフェラルのプログラミング１
授業評価アンケート |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 10週 |
組み込みシステムの基礎 ペリフェラルのプログラミング２ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 11週 |
組み込みシステムの基礎 内部レジスタと命令１ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 12週 |
組み込みシステムの基礎 内部レジスタと命令２ |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
|
| 13週 |
マイクロ・プロセッサ小史２，最近のＣＰＵ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 14週 |
パーソナル・コンピュータＯＳと組み込みＯＳ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 15週 |
ミッド・レンジ・μコンピュータのアーキテクチャ |
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 16週 |
後期期末試験 |
CPUの構造と動作について理解しマイコン組み込みシステムのファームウェア設計ができる
ディジタルICとその応用回路，そしてマイコン組み込みシステムについて理解する
|
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 3 | |
| バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | |
| FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | |
| 利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 3 | |
| トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。 | 3 | |
| 演算増幅器の特性を説明できる。 | 3 | |
| 演算増幅器を用いた基本的な回路の動作を説明できる。 | 3 | |
| 発振回路の特性、動作原理を説明できる。 | 3 | |
| 変調・復調回路の特性、動作原理を説明できる。 | 3 | |
| 情報系分野 | 計算機工学 | 整数・小数をコンピュータのメモリ上でディジタル表現する方法を説明できる。 | 3 | |
| 基数が異なる数の間で相互に変換できる。 | 3 | |
| 整数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 3 | |
| 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 3 | |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 3 | |
| 基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。 | 3 | |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 3 | |
| 簡単化の手法を用いて、与えられた論理関数を簡単化することができる。 | 3 | |
| 論理ゲートを用いて論理式を組合せ論理回路として表現することができる。 | 3 | |
| 与えられた組合せ論理回路の機能を説明することができる。 | 3 | |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | |
| フリップフロップなどの順序回路の基本素子について、その動作と特性を説明することができる。 | 3 | |
| レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路の動作について説明できる。 | 3 | |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 3 | |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | |
| コンピュータを構成する基本的な要素の役割とこれらの間でのデータの流れを説明できる。 | 3 | |
| プロセッサを実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 3 | |
| メモリシステムを実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 3 | |
| 入出力を実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 3 | |
| コンピュータアーキテクチャにおけるトレードオフについて説明できる。 | 3 | |
| ハードウェア記述言語など標準的な手法を用いてハードウェアの設計、検証を行うことができる。 | 3 | |
| 要求仕様に従って、標準的なプログラマブルデバイスやマイコンを用いたシステムを構成することができる。 | 3 | |
| システムプログラム | コンピュータシステムにおけるオペレーティングシステムの位置づけを説明できる。 | 2 | |
| プロセス管理やスケジューリングなどCPUの仮想化について説明できる。 | 2 | |
| 排他制御の基本的な考え方について説明できる。 | 2 | |
| 記憶管理の基本的な考え方について説明できる。 | 2 | |
| 形式言語の概念について説明できる。 | 2 | |
| オートマトンの概念について説明できる。 | 2 | |
| コンパイラの役割と仕組みについて説明できる。 | 2 | |
| 形式言語が制限の多さにしたがって分類されることを説明できる。 | 2 | |
| 正規表現と有限オートマトンの関係を説明できる。 | 2 | |