到達目標
(ア)COMETアーキテクチャ・モデルが理解でき、マイクロプログラム制御の特長や動作原理について説明できる。
(イ)CASLの命令セットが理解でき、命令形式や実効アドレスの計算について説明できる。
(ウ)CASLの命令フェッチが理解でき、動作や制御信号について説明できる。
(エ)CASLの命令エグゼキューションが理解でき、動作や制御信号について説明できる。
(オ)VHDLによるレジスタ・ファイル部、ALU部、メモリ・レジスタ部が設計でき、記述について説明できる。
(カ)VHDLによるマイクロプログラム制御部が理解でき、命令の追加・変更が説明できる。
(キ)VHDLによるCOMETの設計とシミュレーションができ、内部構造と内部動作が説明できる。
(ク)組合せ論理回路が設計できる。
(ケ)順序論理回路が設計できる。
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) |
| COMETアーキテクチャ・モデルが理解でき、マイクロプログラム制御の特長や動作原理について説明できる。 | COMETアーキテクチャ・モデルが理解できる。 | COMETアーキテクチャ・モデルが理解できない。 |
| CASLの命令セットが理解でき、命令形式や実効アドレスの計算について説明できる。 | CASLの命令セットが理解できる。 | CASLの命令セットが理解できない。 |
| CASLの命令フェッチが理解でき、動作や制御信号について説明できる。 | CASLの命令フェッチが理解できる。 | CASLの命令フェッチが理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
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を行うため、継続的に授業内容の予習・復習を行うこと。これを確認するための小テストを実施する。また、授業内容について、決められた期日までの課題(レポート)提出を求める。
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 |
評価割合
| 定期試験 | 課題 | 小テスト | 合計 |
総合評価割合 | 40 | 30 | 30 | 100 |
専門的能力 | 40 | 30 | 30 | 100 |