到達目標
(ア)VHDLによる論理回路設計，機能回路設計が説明でき、シミュレーションができる。
(イ)MIPSマイクロプロセッサが説明でき、FPGAに実装ができる。
(ウ)MIPSのデバッグ回路と階乗計算のアセンブリ言語について説明でき、FPGAに実装ができる。
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) | VHDLによる論理回路設計，機能回路設計が説明でき、シミュレーションができる。 | VHDLによる論理回路設計，機能回路設計が説明できる。 | VHDLによる論理回路設計，機能回路設計が説明できない。 |
| 評価項目(イ) | MIPSマイクロプロセッサが説明でき、FPGAに実装ができる。 | MIPSマイクロプロセッサが説明できる。 | MIPSマイクロプロセッサが説明できない。 |
| 評価項目(ウ) | MIPSのデバッグ回路と階乗計算のアセンブリ言語について説明でき、FPGAに実装ができる。 | MIPSのデバッグ回路と階乗計算のアセンブリ言語について説明できる。 | MIPSのデバッグ回路と階乗計算のアセンブリ言語について説明できない。 |
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:
論理回路設計は、携帯電話や情報家電などのマイクロプロセッサが実装されている組み込みシステムでは、ハードウェアの小型化、低消費電力化するために必要不可欠な技術である。そして、設計した回路は、少量多品種の試作や評価ではFPGA(Field Programmable Gate Array)に実装し、量産では大規模集積回路(LSI)で製品化されている。また、システムの構築では、ハードウェア処理とソフトウェア処理によるシステム設計が必要である。そこで、FPGAへの論理回路やMIPSマイクロプロセッサの実装からアセンブリ言語の設計までについ演習を行いながら学習する。
授業の進め方・方法:
演習した内容を整理してパソコンでワードにまとめ、電子的に提出する。
注意点:
コンピュータアーキテクチャ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。「情報科学」教育プログラムの必修科目である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
シラバスの説明（評価基準）、FPGA/CPLDの基礎と最新動向：評価ボードの特徴、コンフィグレーションの意味 |
「授業内容」ができる
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| 2週 |
VHDL設計：VHDLによる論理回路設計とシミュレーション |
「授業内容」ができる
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| 3週 |
FPGA実装：PSW, LED, DSW, 8セグメントの設計とFPGA実装 |
「授業内容」ができる
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| 4週 |
FPGA実装：PSW, LED, DSW, 8セグメントの設計とFPGA実装 |
「授業内容」ができる
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| 5週 |
機能回路設計：タイマー回路の設計 |
「授業内容」ができる
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| 6週 |
機能回路設計：タイマー回路の設計 |
「授業内容」ができる
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| 7週 |
機能回路設計：タイマー回路の設計 |
「授業内容」ができる
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| 8週 |
MIPSマイクロプロセッサ：MIPSの仕様、設計とシミュレーション |
「授業内容」ができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
デバッグ回路：デバッグ回路の設計とFPGA実装 |
「授業内容」ができる
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| 10週 |
デバッグ回路：デバッグ回路の設計とFPGA実装 |
「授業内容」ができる
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| 11週 |
乗算回路：VHDLによる乗算回路の設計 |
「授業内容」ができる
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| 12週 |
乗算回路：VHDLによる乗算回路の設計 |
「授業内容」ができる
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| 13週 |
MIPS拡張：階乗計算のアセンブリ言語とシミュレーション |
「授業内容」ができる
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| 14週 |
MIPS拡張：階乗計算のアセンブリ言語とシミュレーション |
「授業内容」ができる
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| 15週 |
MIPS拡張：階乗計算のアセンブリ言語とシミュレーション |
「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 |