到達目標
1. ディジタルシステムの設計自動の流れについて説明できる。
2. ゲート論理を理解し、与えられた仕様に基づくゲートレベル回路が設計、解析できる。
3. レジスタ転送論理を理解し、与えられた仕様に基づくレジスタ転送レベル回路が設計、解析できる。
4. 与えられた仕様から高位合成を行い、レジスタ転送レベル回路を得ることができる。
5. テスト生成を行い、故障シミュレーションを行うことができる。
6. 簡単な仕様のモデルコンピュータを設計することができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | ディジタルシステムの設計フローについて理解し,説明することができる. | ディジタルシステムの設計フローについて理解している. | ディジタルシステムの設計フローについて理解していない. |
評価項目2 | 高位合成について理解し,説明することができる. | 高位合成について理解している. | 高位合成について理解していない. |
評価項目3 | レジスタ転送論理,ゲート論理での設計法を理解し,説明することができる. | レジスタ転送論理,ゲート論理での設計法を理解している. | レジスタ転送論理,ゲート論理での設計法を理解していない. |
評価項目4 | 簡単な仕様のCPUを適切なツールを利用して設計,解析することができる. | 簡単な仕様のCPUの一部機能を適切なツールを利用して設計,解析することができる. | 簡単な機能の回路をツールを利用して設計,解析することができない. |
学科の到達目標項目との関係
JABEE基準 (c)
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JABEE基準 (d-2a)
説明
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教育方法等
概要:
計算機を構成するハードウェアについての基礎知識、設計方法および要素技術について理解することを目的とする。
授業の進め方・方法:
与えられたテキスト、およびテーマについて、担当者が事前に調査を行い、資料にまとめて
発表を行う。聴講者は、発表に対して適宜質問を行い。理解を深める。教員は、説明が不十分な部分の補足を行う。また、演習として簡単なCPUの作成演習を行い、理解の定着を図る。
注意点:
関連科目
システム設計論、計算理論、ソフトウェア設計と関連が深い。
学習指針
論理回路、計算機アーキテクチャ、論理CADなどの復習が必須である。
自己学習
自身が発表する担当部分はもちろん、全般に予習を行い、授業時間内で理解できるよう努めること。CPU作成については、時間を要するため計画的に取り組むこと
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 |
ディジタルシステムの設計 |
ディジタルシステムの設計フローについて理解し、それぞれの工程について説明できる。
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2週 |
ゲート論理1 |
ブール代数について理解し、仕様に合ったディジタル回路、組合わせ回路を設計、解析することができる。
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3週 |
ゲート論理2 |
仕様に合った順序回路を設計、解析することができる。
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4週 |
レジスタ転送論理1 |
マイクロ操作とレジスタ転送言語について理解し、説明することができる。
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5週 |
データパスの設計1 |
演算用および転送用マイクロ操作を記述することができる。
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6週 |
データパスの設計2 |
ALUなどを用いてデータパスを設計することができる。
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7週 |
コントローラの設計1 |
結線制御によるコントローラを設計することができる。
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8週 |
コントローラの設計2 |
マイクロプログラムによるコントローラを設計することができる。
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4thQ |
9週 |
高位合成1 |
与えられた仕様から演算のスケジュールを行うことができる。
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10週 |
高位合成2 |
スケジューリングに基づき、データパスとコントローラを作成することができる。
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11週 |
コンピュータの設計1 |
コンピュータを設計する流れを理解し、説明することができる。
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12週 |
コンピュータの設計2 |
システム設計、機能設計、論理設計、マイクロプログラム設計の各種設計ステップを経てコンピュータを設計できる。
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13週 |
ディジタルシステムのテスト |
ディジタルシステムのテスト手法について理解し、説明することができる。
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14週 |
テスト生成 |
簡単なテスト生成アルゴリズムを用いて、テストパターンを生成し、故障シミュレーションを行うことができる。
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15週 |
モデルコンピュータの設計 |
HDLを用いて、単純な仕様のCPUを設計,検証を行うことができる。
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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
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 0 | 20 | 0 | 0 | 50 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 0 | 20 | 0 | 0 | 50 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |