マイクロコンピュータ応用

科目基礎情報

学校	仙台高等専門学校	開講年度	令和02年度 (2020年度)
授業科目	マイクロコンピュータ応用
科目番号	1078	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	総合工学科Ⅰ類	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	ディジタル技術
担当教員	鈴木 順,力武 克彰

到達目標

マイクロコンピュータやその周辺回路を構成する各種論理回路

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
レポート	レポートの構成(目的、手法、結果、考察)が整っている。 各項目において、必要十分な内容が記載されており、追試可能な抽象度(具象度)で書かれている。 手法、結果と考察の間に十分な対応がとられている。 考察では、実習内容に加え、発展的な内容についても記述されている	レポートの構成(目的、手法、結果、考察)が整っている。 各項目において、必要な内容が記載されている。 手法、結果と考察の間に一部対応がとられている。	レポートの構成(目的、手法、結果、考察)が整っておらず、一部かけている。 各項目において、必要な内容が記載されていない。 手法、結果と考察の間に対応が取られていない。
ディジタル回路設計	課題で与えられた動作仕様を十分に満たす回路の設計と実装ができている。 適切なモジュール化により、保守性・可読性・拡張性に優れた回路の設計ができる。実装した回路の動作を説明できる。 回路の設計方針を説明できる。	課題で与えられた動作仕様を(ほぼ)満たす回路を設計し実装できている。 実装した回路の動作を一部説明できる。 回路の設計方針を一部説明できる。	与えられた仕様の順序回路の設計を行うことができない。

学科の到達目標項目との関係

JABEE (A) 実践技術者としての高度でかつ幅広い基本的能力・素養

教育方法等

概要:

マイクロコンピュータそのものおよびマイクロコンピュータによって制御される周辺回路はディジタル回路によって構成される。
そのため、ディジタル回路の動作を理解し設計できる能力は、マイクロコンピュータや周辺回路の特性を理解し有効に活用するために不可欠である。
この授業では、マイクロコンピュータや周辺回路を構成するような、比較的大規模で高度な機能を持つディジタル回路について、ハードウェア記述言語(HDL)を用いて効率的に設計する方法を学ぶ。
また，この科目は企業でセンサおよびアクチュエータ開発、医療機器システム設計を担当していた教員が、その経験を活かし、マイクロコンピュータや周辺回路の設計手法等について実習形式で授業を行うものである。

授業の進め方・方法:

1. Blackboard上の参考文献を実験・実習指針として用いて，自律的に学習を進める。
2. 各自報告書を提出することにより，各課題に関する検討考察および学習内容などについて，指導教員に報告する。
3. 学生同士，あるいは教員を交えてのディスカッションを積極的に展開し，それらの内容もノートに学習記録として残す。

注意点:

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	ガイダンス
		2週	組合せ論理回路(復習)	小規模な組み合わせ論理回路を設計でき、かつその動作を説明できる。
		3週	フリップフロップ・レジスタ(復習)	フリップフロップおよびレジスタの特性を説明できる。フリップフロップを用いてレジスタ回路を設計できる。
		4週	順序回路・有限状態機械(復習)	レジスタと組み合わせ論理回路を用いて、順序回路を設計できる。
		5週	HDLでの開発	HDLを用いてディジタル回路を設計し実装する開発環境に慣れる。
		6週	HDLの基本的文法	HDLの基本的な文法を理解し、簡単な回路を設計できるようになる。
		7週	HDLによる組み合わせ論理回路の設計	HDLにより、各種の組み合わせ論理回路を設計できるようになる。
		8週	HDLによるレジスタの設計	HDLでレジスタを設計できるようになる。
	4thQ
		9週	HDLによるモジュールを意識した回路設計	HDLでの回路モジュールの構築と、そのモジュールを活用した回路設計ができるようになる。
		10週	算術論理演算回路・制御回路の設計実習	算術論理演算回路や制御回路など比較的大規模な組み合わせ論理回路をHDLにより設計することができる。
		11週	算術論理演算回路・制御回路の設計実習	算術論理演算回路や制御回路など比較的大規模で高度な機能を持つ組み合わせ論理回路をHDLにより設計することができる。
		12週	順序回路・有限状態機械の設計実習	比較的大規模で高度な機能を持つ有限状態機械をHDLにより設計することができる。
		13週	順序回路・有限状態機械の設計実習	比較的大規模で高度な機能を持つ有限状態機械をHDLにより設計することができる。
		14週	ソフトプロセッサを組み込んだ制御システム構築	HDLで設計した各種論理回路とソフトプロセッサを組み合わせたシステムを構築し、それを制御するプログラムを作成できる。
		15週	ソフトプロセッサを組み込んだ制御システム構築	HDLで設計した各種論理回路とソフトプロセッサを組み合わせたシステムを構築し、それを制御するプログラムを作成できる。
		16週	総括・振り返り

評価割合

	報告書(レポート)	合計
総合評価割合	100	100
基礎的能力	40	40
専門的能力	40	40
分野横断的能力	20	20