マイクロコンピュータ工学B

科目基礎情報

学校	豊田工業高等専門学校	開講年度	平成29年度 (2017年度)
授業科目	マイクロコンピュータ工学B
科目番号	34226	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	情報工学科	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	1
教科書/教材	「VHDLによるマイクロプロセッサ設計入門」仲野　巧著（CQ出版社）ISBN:4-7898-3363-1／コンピュータ工学の教科書、および教材用プリント（電子資料）
担当教員	仲野 巧

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

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

		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
		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
		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
		4週	制御信号：命令毎の制御	「授業内容」ができる
		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
		6週	小テスト、まとめ	５回の「授業内容」ができる
		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
		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
	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
		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
		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
		12週	小テスト、まとめ	５回の「授業内容」ができる
		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
		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
		15週	COMETIIへの拡張	「授業内容」ができる
		16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