到達目標
1.Verilog HDLの文法基礎および回路設計の流れを理解する。
2.開発ソフトの操作方法およびFPGAへの実装方法を習得し,理解する。
3.順序回路,組み合わせ回路,ステートマシン等のHDL設計を習得し,理解する。
4.シミュレータを使った基礎的な設計検証方法を習得し,理解する。
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 | Verilog HDLの文法基礎および回路設計の流れを適切に理解できる。 | Verilog HDLの文法基礎および回路設計の流れを理解できる。 | Verilog HDLの文法基礎および回路設計の流れを理解できない。 |
評価項目2 | 開発ソフトの操作方法およびFPGAへの実装方法を高いレベルで
習得し,その意味を適切に理解できる。 | 開発ソフトの操作方法およびFPGAへの実装方法を習得し,その意味を理解できる。 | 開発ソフトの操作方法およびFPGAへの実装方法を習得できない,あるいはその意味を理解できない。 |
評価項目3 | 順序回路,組み合わせ回路,ステートマシン等のHDL設計を高度に習得し,その内容を適切に理解できる。 | 順序回路,組み合わせ回路,ステートマシン等のHDL設計を習得し,内容を理解できる。 | 順序回路,組み合わせ回路,ステートマシン等のHDL設計を習得できない,あるいは内容を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 本科の学習・教育目標 (HC)
説明
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教育方法等
概要:
現在,大規模デジタル回路設計の主流である,ハードウェア記述言語(HDL)によるデジタル回路の設計手法を学ぶ科目である。
授業の進め方・方法:
講義を基本とし,開発ソフトを用いて回路設計,シミュレーション,FPGAボードで実機演習を行う。試験は定期試験を行う。
注意点:
3学年の情報処理Ⅲの後半で学んだ論理回路の基礎を発展させるための科目である。また,HDLによるデジタル設計の習得には,論理回路だけでなく、C言語などのプログラミング言語の知識が必要である。基礎的な論理回路とC言語を十分習得した後に受講すること。
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 |
IC設計の現状とHDLによる回路設計の流れ |
IC設計の現状とHDLによる回路設計の流れを理解する。
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2週 |
Verilog HDLの基礎Ⅰ |
Verilog HDLの基本的なコマンド,記述を理解する。
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3週 |
Verilog HDLの基礎Ⅱ |
Verilog HDLの基本的なコマンド,記述を理解する。
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4週 |
Verilog HDLの基礎Ⅲ |
Verilog HDLの基本的なコマンド,記述を理解する。
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5週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅰ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(組み合わせ回路)を習得し,理解する。
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6週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅱ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(組み合わせ回路)を習得し,理解する。
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7週 |
中間試験 |
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8週 |
答案返却・解答説明 |
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2ndQ |
9週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅲ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(順序回路)を習得し,理解する。
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10週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅳ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(順序回路)を習得し,理解する。
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11週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅴ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(トレードオフ問題を考慮した設計)を習得し,理解する。
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12週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅵ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(シミュレータを用いた動作検証)を習得し,理解する。
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13週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅶ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(ステートマシン)を習得し,理解する。
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14週 |
Verilog HDLによるデジタル回路設計Ⅷ |
Verilog HDLによるデジタル回路設計(ステートマシンの応用回路)を習得し,理解する。
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15週 |
答案返却・解答説明 |
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 3 | 後1 |
バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | 後1 |
FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | 後1 |
利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 4 | 後1 |
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。 | 3 | 後1 |
演算増幅器の特性を説明できる。 | 3 | 後5,後6 |
演算増幅器を用いた基本的な回路の動作を説明できる。 | 3 | 後5,後6 |
発振回路の特性、動作原理を説明できる。 | 3 | 後8,後9,後10 |
変調・復調回路の特性、動作原理を説明できる。 | 3 | 後8,後9,後10 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |