概要:
ブール代数を基礎として,演算回路,フリップフロップ回路,カウンタ回路などの基本構成と動作原理を理解することをねらいとする.また,自ら適切な回路が設計できるように演習を行う.
授業の進め方・方法:
教科書に沿った解説を中心に講義形式で進める．必要に応じて，演習問題や設計課題に取り組んでもらう．担当教員の実務経験を活かして，実践的なディジタル回路に適用できる技術を解説する．
前期は中嶋，後期は星野が担当する．土田は連絡員である．
注意点:
自分でも回路設計ができるように能動的な姿勢で学習すること.可能ならば,設計した回路を製作して動作を検討するとよい.
合格の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
2進数と基数変換の基礎 |
2進数と基数変換について基礎的事項を説明できる．
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| 2週 |
基数変換と論理演算の基礎 |
基数変換と論理演算の基礎的事項について説明できる．
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| 3週 |
論理演算とベン図 |
論理演算とベン図について説明できる．
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| 4週 |
ブール代数の基礎 |
ブール代数の基礎について説明できる．
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| 5週 |
論理式とカルノー図 |
論理式とカルノー図について説明できる．
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| 6週 |
カルノー図の演習 |
カルノー図を用いた論理式の簡単化ができる．
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| 7週 |
クワイン・マクラスキー法 |
クワイン・マクラスキー法について説明できる．
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| 8週 |
論理回路設計の基礎 |
論理回路設計の基礎について説明できる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
ゲート回路の基礎 |
ゲート回路の基礎について説明できる．
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| 11週 |
ディジタルICの基礎 |
ディジタルICの基礎について説明できる．
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| 12週 |
組合わせ回路1(加算回路の設計方法など) |
組合わせ回路(加算回路の設計方法など)について説明できる．
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| 13週 |
組合わせ回路2(データ変換回路の設計方法など) |
組合わせ回路(データ変換回路の設計方法など)について説明できる．
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| 14週 |
組合わせ回路3(データ選択回路の設計方法など) |
組合わせ回路(データ選択回路の設計方法など)について説明できる．
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| 15週 |
フリップフロップ1(FFの基本,RS-FF、JK-FFの動作原理や特性方程式など) |
フリップフロップ(FFの基本、RS-FF、JK-FFの動作原理や特性方程式など)について説明できる．
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| 16週 |
期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
フリップフロップ1(D-FFの動作原理や特性方程式など) |
フリップフロップ(D-FFの動作原理や特性方程式など)について説明できる．
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| 2週 |
フリップフロップ2(T-FFの動作原理や特性方程式など) |
フリップフロップ(T-FFの動作原理や特性方程式)について説明できる．
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| 3週 |
フリップフロップ3(FFの機能変換など) |
フリップフロップ(FFの機能変換など)について説明できる．
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| 4週 |
非同期式カウンタ |
非同期式カウンタ(非同期式n進カウンタの特徴や設計法)について説明できる．
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| 5週 |
同期式カウンタ1(シフトレジスタやリングカウンタなど) |
シフトレジスタやリングカウンタの設計法などについて説明できる．
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| 6週 |
同期式カウンタ2(n進カウンタの励起表による設計法など) |
同期式カウンタ(励起表による設計法など)について説明できる．
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| 7週 |
順序回路1(状態遷移表による設計法など) |
状態遷移表による設計法や自動販売機の設計法について説明できる．
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| 8週 |
順序回路2(ミーリー型回路とムーア型回路など) |
ミーリー型順序回路とムーア型順序回路について説明できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
RC回路，微分回路，積分回路 |
RC回路を微分方程式により解析できる. 微分回路, 積分回路について説明できる.
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| 11週 |
パルス回路1(非安定マルチバイブレータ) |
パルス回路(非安定マルチバイブレータ)について説明できる．
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| 12週 |
パルス回路2(単安定マルチバイブレータ) |
パルス回路(単安定マルチバイブレータ回路)について説明できる．
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| 13週 |
パルス回路3(シュミットトリガ回路、波形整形回路など) |
パルス回路(シュミットトリガ回路,波形整形回路など)について説明できる．
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| 14週 |
D-Aコンバータ回路 |
D-Aコンバータ回路の概要について説明できる．
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| 15週 |
A-Dコンバータ回路とプログラマブルロジックデバイス |
A-Dコンバータ回路の概要について説明できる．プログラマブルロジックデバイスの概要について説明できる．
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| 16週 |
期末試験 |
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| 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 |
| 基礎的能力 | 工学基礎 | 情報リテラシー | 情報リテラシー | 論理演算と進数変換の仕組みを用いて基本的な演算ができる。 | 3 | 前1,前2,前3 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 小数を2進数、10進数、16進数で表現できる。 | 4 | 前1,前2 |
| 基本的な論理演算を行うことができる。 | 4 | 前3,前4 |
| 基本的な論理演算を組合わせて、論理関数を論理式として表現できる。 | 4 | 前5 |
| 論理式の簡単化の概念を説明できる。 | 4 | 前5 |
| 簡単化の手法を用いて、与えられた論理関数を簡単化することができる。 | 4 | 前6,前7 |
| 論理ゲートを用いて論理式を組合せ論理回路として表現することができる。 | 4 | 前8,前10,前11 |
| 与えられた組合せ論理回路の機能を説明することができる。 | 4 | 前10,前12,前13,前14 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 4 | 前8,前12,前13,前14 |
| フリップフロップなどの順序回路の基本素子について、その動作と特性を説明することができる。 | 4 | 前15,後1,後2,後3 |
| レジスタやカウンタなどの基本的な順序回路の動作について説明できる。 | 4 | 後4,後5 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 4 | 後4,後5 |
| 順序回路を設計することができる。 | 4 | 後6,後7,後8 |
| ハードウェア記述言語など標準的な手法を用いてハードウェアの設計、検証を行うことができる。 | 4 | 後15 |
| 要求仕様に従って、標準的なプログラマブルデバイスやマイコンを用いたシステムを構成することができる。 | 4 | 後15 |
| その他の学習内容 | ディジタル信号とアナログ信号の特性について説明できる。 | 4 | 後10,後14,後15 |
| 情報を離散化する際に必要な技術ならびに生じる現象について説明できる。 | 4 | 後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
| 分野横断的能力 | 態度・志向性(人間力) | 態度・志向性 | 態度・志向性 | 企業等における技術者・研究者等の実務を認識している。 | 1 | 後14,後15 |
| 高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業等でどのように活用・応用されているかを認識できる。 | 1 | 後14,後15 |