電子制御回路

科目基礎情報

学校 岐阜工業高等専門学校 開講年度 平成28年度 (2016年度)
授業科目 電子制御回路
科目番号 0095 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 1
教科書/教材 図解VHDL実習(第2版)― ゼロからわかるハードウェア記述言語 ―(堀 桂太郎著,森北出版,2011.2)
担当教員 藤田 一彦

到達目標

ハードウェア記述言語VHDLを用いた組合せ回路や順序回路等の論理回路設計法を理解する。授業では,回路設計環境としてAltera社のQuartusⅡWeb Editionを使用し,設計した回路
を各自がFPGA学習ボード(EDA-002)に書き込んで動作確認をする。本授業では,座学と回路設計実習を行うことにより,VHDLによる回路設計法を修得することができる。  
授業では,具体的には以下の項目を目標とする。
①ハードウェア記述言語VHDLの理解
②VHDLを用いた回路設計法や階層設計に関する理解
③CPLD/FPGAの仕組みや使い方の理解
④加算器,減算器,エンコーダ,デコーダ,マルチプレクサなどの組合せ回路の理解
⑤フリップフロップ,シフトレジスタ,  n進カウンタなどの順序回路の理解
⑥Altera社のQuartusⅡWeb Editionを利用したHDLによる回路設計ができること

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ハードウェア記述言語VHDLに関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。ハードウェア記述言語VHDLに関する問題をほぼ正確に解くことができる。ハードウェア記述言語VHDLに関する問題を6割未満しか解くことができない。
評価項目2VHDLを用いた回路設計法や階層設計に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。VHDLを用いた回路設計法や階層設計に関する問題をほぼ正確に解くことができる。VHDLを用いた回路設計法や階層設計に関する問題を6割未満しか解くことができない。
評価項目3CPLD/FPGAの仕組みや使い方に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。CPLD/FPGAの仕組みや使い方に関する問題をほぼ正確に解くことができる。CPLD/FPGAの仕組みや使い方に関する問題を6割未満しか解くことができない。
評価項目4加算器,減算器,エンコーダ,デコーダ,マルチプレクサなどの組合せ回路の設計に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。加算器,減算器,エンコーダ,デコーダ,マルチプレクサなどの組合せ回路の設計に関する問題をほぼ正確に解くことができる。加算器,減算器,エンコーダ,デコーダ,マルチプレクサなどの組合せ回路の設計に関する問題を6割未満しか解くことができない。
評価項目5フリップフロップ,シフトレジスタ,n進カウンタなどの順序回路の設計に関する問題を正確(8割以上)に解くことができる。フリップフロップ,シフトレジスタ,n進カウンタなどの順序回路の設計に関する問題をほぼ正確に解くことができる。フリップフロップ,シフトレジスタ,n進カウンタなどの順序回路の設計に関する問題を6割未満しか解くことができない。
評価項目6Altera社のQuartusⅡWeb Editionを利用したHDLによる回路設計が十分にできる。Altera社のQuartusⅡWeb Editionを利用したHDLによる回路設計がある程度できる。Altera社のQuartusⅡWeb Editionを利用したHDLによる回路設計ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
授業の進め方・方法:
授業では,パソコンとAltera社のQuartusⅡWeb Editionを使用してVHDL記述,動作シミュレーション等を行って,実際に設計した回路をFPGA学習ボード(EDA-002)に書込み,その動作確認をする。回路設計演習を中心に行なうので,設計のためのディジタル回路の基礎をよく復習しておくこと。設計した回路は,レポートにして提出すること。
注意点:

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ディジタル回路設計法の基礎
2週 CPLD/FPGAの基礎
3週 ハードウェア記述言語VHDLの基礎
4週 開発ツール Altera社QuartusⅡ Web Editionの操作実習
5週 回路設計の流れ:VHDLの書き方
6週 組合せ回路の設計Ⅰ:VHDLの文法の基礎
7週 組合せ回路の設計Ⅱ:加算器と減算器,エンコーダなど
8週 中間試験
2ndQ
9週 組合せ回路の設計Ⅲ:マルチプレクサとデマルチプレクサ
10週 順序回路設計Ⅰ:フリップフロップの設計
11週 順序回路設計Ⅱ:同期式n進カウンタの設計
12週 階層設計の基礎:階層設計とは何か,10秒カウンタの設計
13週 シミュレーションの基礎:テストベンチ,シミュレーション実習
14週 ディジタル回路システムの設計演習1
15週 期末試験
16週 ディジタル回路システムの設計演習2

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

評価割合

試験課題レポート合計
総合評価割合6733100
得点6733100
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