LSI工学Ⅰ

科目基礎情報

学校 群馬工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 LSI工学Ⅰ
科目番号 0014 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子情報工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 参考書:コンピュータの設計と原理:木村真也・鹿股昭雄,コンピュータの設計とテスト:藤原秀雄:
担当教員 木村 真也

到達目標

大規模集積回路のデータ・パス部と制御部について基本回路構成理解し,デジタル・システムの設計に必要な基礎を理解する

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
評価項目1データ・パス部について十分に基本回路構成を説明できるデータ・パス部について基本回路構成を説明できるデータ・パス部について基本回路構成を説明できない
評価項目2制御部について十分に基本回路構成を説明できる制御部について基本回路構成を説明できる制御部について基本回路構成を説明できない

学科の到達目標項目との関係

準学士課程 B-2 説明 閉じる
準学士課程 C 説明 閉じる

教育方法等

概要:
デジタル・システムの構成方法について,モデル化の方法,基本回路構成,設計手法について解説する.
授業の進め方・方法:
デジタル・システムは大きくデータ・パス部と制御部の2つに分けることができる.データ・パス部はレジスタやメモリ,演算回路といったデータを記憶し処理する部分を指す.制御部はデータ・パス部を制御するための制御信号を順次発生する回路で,いわゆる順序回路である.
本講義では,これらデータ・パス部と制御部について基本回路構成を示し,デジタル・システムの設計に必要な基礎を解説する.この講義は引き続く「LSI工学II」を受講する際の前提になる講義である.
注意点:
授業に集中し,必ずノートをとること.
課題は自ら取り組むこと.
前回の授業の復習をすること.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 論理のROM化とPLA化 ・組み合わせ回路とROM,PLAの構成
2週 論理のROM化とPLA化 ・組み合わせ回路とROM,PLAの構成
3週 レジスタ・トランスファ・ロジック ・大規模システムの動作記述の手法
4週 レジスタ・トランスファ・ロジック ・レジスタ・トランスファ・ロジックから論理回路の合成
5週 データ・パス部の設計 ・バス構成
・レジスタ,メモリ
6週 データ・パス部の設計 ・セット・アップ・タイムとホールド・タイム
・データ・パス部の動作速度の決定要因と算出
7週 データ・パス部の設計 ・キャリー・セーブ・アダ-
・バレル・シフタ
8週 中間試験
2ndQ
9週 データ・パス部の設計 ・アレイ型乗算回路
10週 データ・パス部の設計 ・部分積累算型乗算回路
11週 データ・パス部の設計 ・ブースの乗算回路乗算回路
12週 制御部の設計 〜ランダム・ロジック制御〜 ・1状態1フリップフロップ法
・レジスタ・デコーダ法
13週 制御部の設計 〜ランダム・ロジック制御〜 ・カウンタ・デコーダ法
・ミーリー型とムーア型
・動作速度の決定要因と算出
14週 制御部の設計 〜PLA制御〜 ・基本構成
15週 制御部の設計 〜マイクロプログラム制御〜 ・基本構成
・水平型と垂直型
16週 制御部の設計 〜マイクロプログラム制御〜 ・パイプライン制御による高速化
・ディレイド・ブランチ

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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
基礎的能力人文・社会科学英語英語運用の基礎となる知識文における基本的な区切りを理解し、音読することができる。3
聞き手に伝わるよう、句・文における基本的なリズムやイントネーション、音のつながりに配慮して、音読あるいは発話できる。3
明瞭で聞き手に伝わるような発話ができるよう、英語の発音・アクセントの規則を習得して適切に運用できる。3
中学で既習の1200語程度の語彙を定着させるとともに、2600語程度の語彙を新たに習得する。3
中学で既習の語彙の定着を図り、高等学校学習指導要領に準じた新出語彙、及び専門教育に必要となる英語専門用語を習得して適切な運用ができる。3
高等学校学習指導要領に示されているレベルの文法事項や構文を習得する。3
中学で既習の文法や文構造に加え、高等学校学習指導要領に準じた文法や文構造を習得して適切に運用できる。3
英語運用能力の基礎固め日常生活や身近な話題に関して、毎分100語程度の速度ではっきりとした発音で話された内容から必要な情報を聞きとることができる。3
日常生活や身近な話題に関して、自分の意見や感想を基本的な表現を用いて英語で話すことができる。3
説明や物語などの文章を毎分100語程度の速度で聞き手に伝わるように音読ができる。3
平易な英語で書かれた文章を読み、その概要を把握し必要な情報を読み取ることができる。3
日常生活や身近な話題に関して、自分の意見や感想を整理し、100語程度のまとまりのある文章を英語で書くことができる。3
母国以外の言語や文化を理解しようとする姿勢をもち、実際の場面で積極的にコミュニケーションを図ることができる。3
実際の場面や目的に応じて、基本的なコミュニケーション方略(ジェスチャー、アイコンタクト)を適切に用いることができる。3
英語運用能力向上のための学習自分の専門分野などの予備知識のある内容や関心のある事柄に関する報告や対話などを毎分120語程度の速度で聞いて、概要を把握し、情報を聞き取ることができる。3
英語でのディスカッション(必要に応じてディベート)を想定して、教室内でのやり取りや教室外での日常的な質問や応答などができる。3
英語でディスカッション(必要に応じてディベート)を行うため、学生自ら準備活動や情報収集を行い、主体的な態度で行動できる。3
母国以外の言語や文化を理解しようとする姿勢をもち、教室内外で英語で円滑なコミュニケーションをとることができる。3
関心のあるトピックについて、200語程度の文章をパラグラフライティングなど論理的文章の構成に留意して書くことができる。3
関心のあるトピックや自分の専門分野のプレゼン等にもつながる平易な英語での口頭発表や、内容に関する簡単な質問や応答などのやりとりができる。3
関心のあるトピックや自分の専門分野に関する論文やマニュアルなどの概要を把握し、必要な情報を読み取ることができる。3
英文資料を、自分の専門分野に関する論文の英文アブストラクトや口頭発表用の資料等の作成にもつながるよう、英文テクニカルライティングにおける基礎的な語彙や表現を使って書くことができる。3
実際の場面や目的に応じて、効果的なコミュニケーション方略(ジェスチャー、アイコンタクト、代用表現、聞き返しなど)を適切に用いることができる。3

評価割合

試験課題・レポート合計
総合評価割合8020100
基礎的能力401050
専門的能力401050