到達目標
(ア)ソフトコアCPUの開発環境とプログラムが説明でき、FPGAに実装ができる。
(イ)組み込みシステムの設計が説明でき、FPGAに実装ができる。
(ウ)リアルタイムOSの設計が説明でき、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) | ソフトコアCPUの開発環境とプログラムが説明でき、FPGAに実装ができる。 | ソフトコアCPUの開発環境とプログラムが説明できる。 | ソフトコアCPUの開発環境とプログラムが説明できない。 |
| 評価項目(イ) | 組み込みシステムの設計が説明でき、FPGAに実装ができる。 | 組み込みシステムの設計が説明できる。 | 組み込みシステムの設計が説明できない。 |
| 評価項目(ウ) | リアルタイムOSの設計が説明でき、FPGAに実装ができる。 | リアルタイムOSの設計が説明できる。 | リアルタイムOSの設計が説明できない。 |
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:
コンピュータアーキテクチャは、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、高機能な製品を開発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、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機能分割を考慮したシステム設計が必要である。そこで、FPGAへのソフトコアCPUと論理回路の実装、およびC言語で組み込みシステムの設計と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、論理回路設計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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
シラバスの説明（評価基準）、組み込みシステムの概要 |
「授業内容」ができる
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| 2週 |
マイコンの基礎：ソフトコアCPUのアーキテクチャと命令セット、開発環境 |
「授業内容」ができる
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| 3週 |
マイコンの基礎：ソフトコアCPUのアーキテクチャと命令セット、開発環境 |
「授業内容」ができる
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| 4週 |
ソフトウェア設計：Ｃ言語によるプログラム設計と転送 |
「授業内容」ができる
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| 5週 |
ソフトウェア設計：Ｃ言語によるプログラム設計と転送 |
「授業内容」ができる
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| 6週 |
システム設計：8セグメント表示のPIO実装と評価 |
「授業内容」ができる
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| 7週 |
システム設計：8セグメント表示のPIO実装と評価 |
「授業内容」ができる
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| 8週 |
組み込みシステム：セグメントデコーダ回路の実装と多機能タイマーの設計 |
「授業内容」ができる
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| 4thQ |
| 9週 |
組み込みシステム：セグメントデコーダ回路の実装と多機能タイマーの設計 |
「授業内容」ができる
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| 10週 |
組み込みシステム：多機能タイマーの設計と実装 |
「授業内容」ができる
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| 11週 |
組み込みシステム：多機能タイマーの設計と実装 |
「授業内容」ができる
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| 12週 |
組み込みシステム：リアルタイムOSの実装とシステム構築 |
「授業内容」ができる
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| 13週 |
組み込みシステム：リアルタイムOSの実装とシステム構築 |
「授業内容」ができる
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| 14週 |
組み込みシステム：ハードウェアとソフトウェアの機能分割による多機能タイマーの実装と評価 |
「授業内容」ができる
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| 15週 |
組み込みシステム：ハードウェアとソフトウェアの機能分割による多機能タイマーの実装と評価 |
「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 |