到達目標
(ア)メモリシステムの主要な技術を説明でき、VHDLで設計できる。
(イ)入出力の主要な技術を説明でき、VHDLで設計できる。
(ウ)コンピュータアーキテクチャのトレードオフを説明でき、VHDLで設計できる。
ルーブリック
| 最低限の到達レベルの目安(優) | 最低限の到達レベルの目安(良) | 最低限の到達レベルの目安(不可) |
| 評価項目(ア) | メモリシステムの主要な技術を説明でき、VHDLで設計できる。 | メモリシステムの主要な技術を説明できる。 | メモリシステムの主要な技術を説明できない。 |
| 評価項目(イ) | 入出力の主要な技術を説明でき、VHDLで設計できる。 | 入出力の主要な技術を説明できる。 | 入出力の主要な技術を説明できない。 |
| 評価項目(ウ) | コンピュータアーキテクチャのトレードオフを説明でき、VHDLで設計できる。 | コンピュータアーキテクチャのトレードオフを説明できる。 | コンピュータアーキテクチャのトレードオフを説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A1 ハードウェアの基本動作を理論面から解析できるとともに，ソフトウェア的手法を利用してハードウェアを設計できる．
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
本校教育目標 ① ものづくり能力
教育方法等
概要:
マイクロコンピュータは、近年の半導体技術の急速な進歩によって、ますます小型化、低価格化、高速化、高機能化が進み、現在ではあらゆる製品に組み込まれて利用されている。特に、マイクロコンピュータを利用する人は、簡単なコンピュータを設計できる程度にマイクロコンピュータの動作原理から内部構造までを理解していることが必要である。そこで、基本的なアセンブリ言語(CASL)が動作するコンピュータ(COMET)をVHDLによる設計とシミュレーションをパソコンで行いながら、マイクロコンピュータの内部構造と内部動作について学習する。
授業の進め方・方法:
講義でノートに書く代わりに、説明した内容を整理してパソコンでテキストにまとめ、電子的に提出する。
注意点:
コンピュータ工学ABの単位を修得していることが望ましい。なお、ノートパソコンを利用した演習、学習レポート・課題の提出、および相互評価などを行う。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
シラバスの説明（評価基準）、COMETの仕様：内部レジスタ、内部処理、内部構造 |
「授業内容」ができる
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| 2週 |
データフロー：命令の動作とデータの流れ |
「授業内容」ができる
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| 3週 |
データパス：アーキテクチャを考慮したデータの流れ |
「授業内容」ができる
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| 4週 |
制御信号：命令毎の制御 |
「授業内容」ができる
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| 5週 |
マイクロプログラム制御：制御テーブル作成と特徴 |
「授業内容」ができる
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| 6週 |
小テスト、まとめ |
５回の「授業内容」ができる
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| 7週 |
VHDLによるCOMETの設計、メモリ・レジスタ部：内部構成、入出力信号、VHDL記述 |
「授業内容」ができる
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| 8週 |
レジスタ・ファイル部：内部構成、入出力信号、VHDL記述 |
「授業内容」ができる
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| 4thQ |
| 9週 |
ALU部：内部構成、入出力信号、VHDL記述 |
「授業内容」ができる
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| 10週 |
マイクロプログラム制御部：基本命令のマイクロプログラム記述 |
「授業内容」ができる
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| 11週 |
COMET設計：基本命令のシミュレーション |
「授業内容」ができる
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| 12週 |
小テスト、まとめ |
５回の「授業内容」ができる
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| 13週 |
マイクロプログラム制御部：各命令のマイクロプログラム記述 |
「授業内容」ができる
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| 14週 |
COMET検証：各命令のシミュレーション |
「授業内容」ができる
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| 15週 |
COMETIIへの拡張 |
「授業内容」ができる
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| 16週 |
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 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 | |
評価割合
| 定期試験 | 課題 | 小テスト | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 20 | 30 | 100 |
| 専門的能力 | 50 | 20 | 30 | 100 |