電子情報回路特論

科目基礎情報

学校	津山工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	電子情報回路特論
科目番号	0096	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: 2
開設学科	電気電子工学科	対象学年	5
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：兼田護「ＶＨＤＬによるディジタル電子回路設計」（森北出版）／参考書：堀桂太郎「図解　ＶＨＤＬ実習　第２版」（森北出版）
担当教員	前原 健二

到達目標

学習目的：身の回りの多くの電子機器で使用されているマイコンなど高速・大規模デジタル回路システムを要求する社会に答える技術の育成を目指し，デジタル回路の設計を通してデジタル回路システムを学習する。

到達目標：
１．デジタル表現されたデータを処理する原理を理解し，説明できる。
２．簡単な組合せ論理回路や順序回路の説明や設計ができる。
３．ハードウェア記述言語を用いた設計やシミュレーションができる。

ルーブリック

	優	良	可	不可
評価項目1	デジタル表現されたデータを処理する原理を理解し，各種の手法を説明できる。	デジタル表現されたデータを処理する原理を理解し，手法を概ね説明できる。	デジタル表現されたデータを処理する原理を理解し，簡単な回路の処理手法を説明できる。	デジタル表現されたデータを処理する原理や手法を説明できない。
評価項目2	簡単な組合せ論理回路や順序回路の説明や設計が自由にできる。	簡単な組合せ論理回路や順序回路の説明や設計が概ねできる。	簡単な組合せ論理回路や順序回路の説明や設計が教科書等を見ればできる。	簡単な組合せ論理回路や順序回路の説明や設計ができない。
評価項目3	ハードウェア記述言語を用いた設計やシミュレーションが自由にできる。	ハードウェア記述言語を用いた設計やシミュレーションが概ねできる。	ハードウェア記述言語を用いた設計やシミュレーションが説明資料を見ればできる。	ハードウェア記述言語を用いた設計やシミュレーションができない。

教育方法等

概要:

一般・専門の別：専門　学習の分野：情報･制御

必修・履修・履修選択・選択の別：履修選択

基礎となる学問分野：情報学／計算基盤／計算機システム

学科学習目標との関連：本科目は電気電子工学科学習目標「（２）電気電子工学に関する技術・知識を修得し，電気現象の解析や電気・電子機器の設計・製作に応用できる能力を修得している。」に相当する科目である。

技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習･教育到達目標は「（Ａ）技術に関する基礎知識の深化, Ａ－２：「電気・電子」, 「情報・制御」に関する専門分野の知識を修得し, 説明できること」である。

授業の概要：デジタル回路の基礎および設計法の学習から始め，現代の設計の主流であるハードウェア記述言語を用いた設計を通して，各種のデジタル制御回路を学習していく。単なる知識の勉強ではなく，集積回路設計ツールを用いて設計を体験しながらデジタル処理を学習していく。

授業の進め方・方法:

授業の方法：１週２単位時間（９０分）で後期に開講する。教科書によるデジタル回路および設計法の勉強とともに，集積回路設計ツールを用いた設計演習を通して回路設計とシミュレーションを体験しながらデジタル処理回路を学習する。授業時間外学習として，設計課題や章末問題，課題調査にも取り組む。後期の設計課題はグループで取り組み，各人が設計した分担回路を統合して全体回路を作成する。

成績評価方法：中間試験（５０％）。試験の持込可能物品はその都度指示する。授業においては演習や実習，レポート課題などを課し，その結果を評価する（５０％）。期末試験は行わず，その期間の演習，実習結果や課題提出物で評価する。成績が６０点未満の人には特別補習期間に再試験を行い，試験点を再計算して６０点まで成績を変更することがある。

注意点:

履修上の注意：本科目は「授業時間外の学習を必修とする科目」である。１単位あたり授業時間として１５単位時間開講するが，これ以外に３０単位時間の学習が必修となる。これらの学習については担当教員の指示に従うこと。

履修のアドバイス：内容はデジタル回路設計という高度な内容であるが，実習体験を通して最先端の設計法とデジタル処理の方法を感じ取ってもらうことが主眼である。毎回，内容を見返して復習するとともに，課題をこなして次回の授業始めに提出すること。情報系科目に興味のある人に履修を勧める。

基礎科目：電子情報回路（３年），電気電子工学実験Ⅳ（４）など　関連科目：情報処理（５年）

受講上のアドバイス：事前に教科書に目を通し，授業や実習，授業時間外学習に積極的に取り組もう。遅刻は１０分までとし，遅刻の回数が多い場合は，警告を行った後，欠課扱いとする。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	講義の概要，アナログとデジタル，数値表現 【授業時間外の学習】補数による演算，論理回路の生成
		2週	デジタル回路の生成，ＦＰＧＡ，ＨＤＬによるデジタル回路設計 【授業時間外の学習】ＦＰＧＡ，設計ツール，設計課程
		3週	ＶＨＤＬ記述，ＩＳＥの使用，半加算器 【授業時間外の学習】設計とシミュレーションの演習
		4週	階層記述，全加算器 【授業時間外の学習】全加算器の設計
		5週	多ビット信号，並列加算器 【授業時間外の学習】並列加算器の設計
		6週	process文，条件分岐文，順序回路 【授業時間外の学習】フリップフロップの設計
		7週	カウンタ回路，分周回路 【授業時間外の学習】カウンタの設計
		8週	後期中間試験
	4thQ
		9週	後期中間試験の返却と解答解説，加減算回路 【授業時間外の学習】加減算器の設計
		10週	累算器，デコード，算術論理演算回路 【授業時間外の学習】算術論理演算回路の設計
		11週	直列型乗算器，補数表示整数乗算器 【授業時間外の学習】補数表示整数乗算器の設計
		12週	シーケンサ，メモリ，ＣＰＵの構成と命令 【授業時間外の学習】シーケンサの設計，ＣＰＵの構成図
		13週	（グループチームでのＣＰＵ設計課題演習）役割分担による個々の部品設計 【授業時間外の学習】役割分担による個々の部品設計
		14週	（グループチームでのＣＰＵ設計課題演習）役割分担による個々の部品設計 【授業時間外の学習】役割分担による個々の部品設計
		15週	【授業時間外の学習】（グループチームでのＣＰＵ設計課題演習）ＣＰＵの設計と命令の実行
		16週	（グループチームでのＣＰＵ設計課題演習）ＣＰＵの設計と命令の実行

評価割合

	試験	演習，課題	合計
総合評価割合	50	50	100
基礎的能力	0	0	0
専門的能力	50	50	100
分野横断的能力	0	0	0