到達目標
１．ディジタル集積回路を用いて，論理回路を構成できる．
２．組み込みシステムのハードウエアおよびソフトウエアの構成・動作を理解できる．
３．機械学習の原理を理解し，自動走行車に応用できる．
４．ハードウエア記述言語により，論理回路を記述できる．
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 |
| ディジタル集積回路の理解 | ディジタル集積回路を用いて，所望の論理回路を構成できる． | ディジタル集積回路を用いて，論理回路を構成できる． | ディジタル集積回路を用いて，論理回路を構成できない． |
| 組み込みシステムの動作原理の理解 | 組み込みシステムのハードウエアおよびソフトウエアの構成・動作を詳細に理解できる． | 組み込みシステムのハードウエアおよびソフトウエアの構成・動作を理解できる． | 組み込みシステムのハードウエアおよびソフトウエアの構成・動作を理解できない． |
| 機械学習の原理・応用の理解 | 機械学習の原理を理解し，自動走行車への応用・改良ができる． | 機械学習の原理を理解し，自動走行車に応用できる． | 機械学習の原理を理解し，自動走行車に応用できない． |
| ハードウエア記述言語の理解 | ハードウエア記述言語により，論理回路を正確に記述できる． | ハードウエア記述言語により，論理回路を記述できる． | ハードウエア記述言語により，論理回路を記述できない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
ディジタル回路を設計する際に必要となる基礎的な技術事項を習得する．具体的には，前半は，入出力回路の設計，ディジタル集積回路の仕様，ディジタル集積回路を用いた設計，ハードウエア記述言語の記述方法を習得する．さらに，組み込みシステムについて，ハードウエアとソフトウエアの両視点から，その概要，プログラミング方法および周辺装置との接続方法を習得する．後半は，組み込みシステムの応用として，組み込みシステム上で画像に関わる機械学習を行い，カメラを装備した走行車の自動走行を試験する．
授業の進め方・方法:
授業は，配布する教科書，ディジタル集積回路の仕様書，スライドに沿って講義形式で行い，単元ごとの講義後に，電子部品，組み込みシステム，走行車等を用いた演習を行う．ディジタル集積回路に関する授業は，英文の教科書，英文の仕様書を用いるため，英文の読解力が必要となる．組み込みシステムおよび機械学習に関する授業は，組み込みシステム，ソフトウエアおよび自走車を用いた演習が中心となる．
関連科目：論理回路，ディジタル回路設計，計算機アーキテクチャ1，計算機アーキテクチャ2
注意点:
英和辞書を持参すること．
課題レポート（80%）、授業中の課題(20%)とし、100点法により評価する。
評価基準：60以上を合格とする．
授業終了時に示す課題のレポートを作成するとともに、授業内容の復習に努めること。
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 |
ディジタル回路の入出力回路 |
デジタル回路に用いられる入出力について，基本回路を構成できる．
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| 2週 |
ディジタル集積回路(ゲート)
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ディジタル集積回路(ゲート)の仕様を理解できる．
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| 3週 |
ディジタル集積回路を用いた組み合せ回路の設計 |
ディジタル集積回路を用いて，簡単な組み合せ回路を設計できる．
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| 4週 |
ハードウエア記述言語(組み合せ回路) |
ハードウエア記述言語により簡単な組み合せ回路を記述できる．
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| 5週 |
ディジタル集積回路(順序回路) |
ディジタル集積回路(順序回路)の仕様を理解できる．
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| 6週 |
ハードウエア記述言語(順序回路) |
ハードウエア記述言語により簡単な順序回路を記述できる．
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| 7週 |
ハードウエア記述言語(設計)
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ハードウエア記述言語によりディジタル回路を設計できる．
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| 8週 |
ディジタル集積回路，ハードウエア記述言語のまとめ |
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| 2ndQ |
| 9週 |
組み込みシステムの構成 |
組み込みシステムの構成を理解できる．
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| 10週 |
組み込みシステムのプログラミング(1) |
組み込みシステムの簡単なプログラミングができる．
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| 11週 |
組み込みシステムのプログラミング(2) |
組み込みシステムの簡単なプログラミングができる．
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| 12週 |
組み込みシステムの入出力 |
み込みシステムの入出力を説明できる．
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| 13週 |
組み込みシステムの入出力の演習 |
組み込みシステムにより入出力装置を操作できる．
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| 14週 |
組み込みシステムの総合演習(1) |
組み込みシステムを用いて簡単な情報処理装置が構成できる．
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| 15週 |
組み込みシステムの総合演習(2) |
組み込みシステムを用いて簡単な情報処理装置が構成できる．
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
組み込みシステムを用いた走行車制御の概要 |
組み込みシステムを用いた走行車制御の概要を理解できる．
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| 2週 |
走行車の製作 |
走行車を製作できる．
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| 3週 |
組込システム上のOSの操作 |
組込システム上のOSの基本操作ができる．
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| 4週 |
機械学習ライブラリのインストール |
組み込みシステムに機械学習ライブラリをインストールできる．
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| 5週 |
走行車の操作 |
走行車を操作できる．
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| 6週 |
走行車による画像の取得 |
走行車の画像を取得できる．
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| 7週 |
画像処理 |
画像処理の基本を理解できる．
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| 8週 |
組み込みシステムのまとめ |
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| 4thQ |
| 9週 |
機械学習の概要 |
機械学習の概要を理解できる．
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| 10週 |
走行車のための走行学習法(1)
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走行車の走行学習法を理解できる．
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| 11週 |
走行車の学習(1) |
走行画像による学習が実行できる．
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| 12週 |
学習モデルによる走行試験と改良(1) |
学習したモデルを用いた走行試験ができる．
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| 13週 |
走行車のための走行学習法(2) |
走行車の走行学習法を理解できる．
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| 14週 |
走行車の学習(2) |
走行画像による学習が実行できる．
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| 15週 |
学習モデルによる走行試験と改良(2) |
学習したモデルを用いた走行試験ができる．
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 1 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 情報系分野 | 計算機工学 | 基本的な論理演算を行うことができる。 | 2 | 前2,前7 |
| 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。 | 2 | 前2,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。 | 3 | 前2,前3 |
| 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。 | 3 | 前2,前3 |
| 組合せ論理回路を設計することができる。 | 3 | 前3 |
| 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。 | 3 | 前5 |
| 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。 | 3 | 前5 |
| 与えられた順序回路の機能を説明することができる。 | 3 | 前5 |
| 順序回路を設計することができる。 | 3 | |
| 入出力を実現するために考案された主要な技術を説明できる。 | 4 | 前12,前13 |
| 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 | 前4,前6,前7 |
| 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 | 前9,前14,前15 |
| コンピュータシステム | ネットワークコンピューティングや組込みシステムなど、実用に供せられているコンピュータシステムの利用形態について説明できる。 | 4 | 前9 |
評価割合
| 試験 | レポート | 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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 20 |
| 専門的能力 | 0 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 80 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |