概要:
IoT 社会の到来とともに，近年非常に需要が高まっているソフトウエアとハードウエア接続技術の要である各種ディジタルシステム，ディジタル制御システムについて解説する．まず，HDLとFPGAによるディジタルシステムの回路設計について演習し，周辺回路制御の応用システムの実習を行う．つぎに，シリアル通信としてI2C,SPI,Ethernetなどの各種汎用のディジタルインターフェース技術について述べ，PCと連携して動作するディジタルシステムを題材にハードウエア技術およびドライバなどのソフトウエア技術を理解する．また，AVR,ARM,Zynqなどのマイコンやプロセッサを利用したディジタルシステムについてその実例を紹介する．
授業の進め方・方法:
本科目は，計算機工学，計算機工学Ⅱ，ディジタル設計の流れの科目の最後の科目に相当し，これら全科目の応用的な位置づけとなる．
講義，演習，レポートを通じ理解を深める．教科書について講義により，理解を深める．また，演習により，実際に論理合成ツールによるプロジェクトを作成・実行することによって，実装技法も学ぶ．
定期試験と平常点（講義中の課題，レポート）で評価する．定期試験（７０％），平常点（３０％）を総合して総合評価とする。総合評価の６０％以上を合格基準とする。
注意点:
本科目は，幅広いディジタルシステムの基礎と一部の応用とを学ぶ．各自，興味と問題意識を持った自主的な取り組みにより，理解と創造性が培われる．質問は，講義中はもちろん，教員室，電子メールなどでも受け付ける．
規定授業時間数は６０時間である．90分の授業に対して放課後・家庭で90分程度の自学自習が求められる．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
本科目の全体の概要を理解できる．
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| 2週 |
HDLによるディジタルシステム設計(1) |
HDLを用いてカウンタ，時計など基本的なディジタル回路を設計し，FPGAボードに実装できる．
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| 3週 |
HDLによるディジタルシステム設計(2) |
HDLを用いてカウンタ，時計など基本的なディジタル回路を設計し，FPGAボードに実装できる．
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| 4週 |
HDLによるディジタルシステム設計(3) |
HDLを用いてカウンタ，時計など基本的なディジタル回路を設計し，FPGAボードに実装できる．
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| 5週 |
HDLによるディジタルシステム設計(4) |
HDLを用いてカウンタ，時計など基本的なディジタル回路を設計し，FPGAボードに実装できる．
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| 6週 |
HDLによるディジタルシステム設計(5) |
HDLを用いてカウンタ，時計など基本的なディジタル回路を設計し，FPGAボードに実装できる．
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| 7週 |
HDLによるディジタルシステム設計(6) |
HDLを用いてカウンタ，時計など基本的なディジタル回路を設計し，FPGAボードに実装できる．
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| 8週 |
HDLによるディジタルシステム設計(7) |
HDLを用いてカウンタ，時計など基本的なディジタル回路を設計し，FPGAボードに実装できる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験 |
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| 10週 |
HDLによるディジタルシステム設計応用(1) |
ディスプレイなどの周辺装置とのインターフェース回路をFPGAボードに作成できる．
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| 11週 |
HDLによるディジタルシステム設計応用(2) |
ディスプレイなどの周辺装置とのインターフェース回路をFPGAボードに作成できる．
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| 12週 |
HDLによるディジタルシステム設計応用(3) |
ディスプレイなどの周辺装置とのインターフェース回路をFPGAボードに作成できる．
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| 13週 |
HDLによるディジタルシステム設計応用(4) |
システム検証について理解し説明できる．シミュレーションソフトModelSimの使い方が理解でき，演習できる．
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| 14週 |
HDLによるディジタルシステム設計応用(5) |
システム検証について理解し説明できる．シミュレーションソフトModelSimの使い方が理解でき，演習できる．
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
答案返却 |
試験の解答と解説を行い正答で来なかった問題について正しく理解する．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
各種ディジタルインターフェース(1) |
I2C,SPI,Ethernetなどの汎用ディジタルインターフェース技術について理解し，説明できる．ドライバに関する演習が行え，実装について理解し，説明できる．
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| 2週 |
各種ディジタルインターフェース(2) |
I2C,SPI,Ethernetなどの汎用ディジタルインターフェース技術について理解し，説明できる．ドライバに関する演習が行え，実装について理解し，説明できる．
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| 3週 |
各種ディジタルインターフェース(3) |
I2C,SPI,Ethernetなどの汎用ディジタルインターフェース技術について理解し，説明できる．ドライバに関する演習が行え，実装について理解し，説明できる．
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| 4週 |
各種ディジタルインターフェース(4) |
I2C,SPI,Ethernetなどの汎用ディジタルインターフェース技術について理解し，説明できる．ドライバに関する演習が行え，実装について理解し，説明できる．
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| 5週 |
各種ディジタルインターフェース(5) |
I2C,SPI,Ethernetなどの汎用ディジタルインターフェース技術について理解し，説明できる．ドライバに関する演習が行え，実装について理解し，説明できる．
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| 6週 |
各種ディジタルインターフェース(6) |
I2C,SPI,Ethernetなどの汎用ディジタルインターフェース技術について理解し，説明できる．ドライバに関する演習が行え，実装について理解し，説明できる．
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| 7週 |
各種ディジタルインターフェース(7) |
I2C,SPI,Ethernetなどの汎用ディジタルインターフェース技術について理解し，説明できる．ドライバに関する演習が行え，実装について理解し，説明できる．
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
マイコンによるディジタルシステム(1) |
AVR,ARMなどのマイコン・プロセッサを利用したディジタルシステムについて理解し，説明できる．マイコン・プロセッサ用いたディジタル制御システムについて理解できる．
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| 10週 |
マイコンによるディジタルシステム(2) |
AVR,ARMなどのマイコン・プロセッサを利用したディジタルシステムについて理解し，説明できる．マイコン・プロセッサ用いたディジタル制御システムについて理解できる．
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| 11週 |
マイコンによるディジタルシステム(3) |
AVR,ARMなどのマイコン・プロセッサを利用したディジタルシステムについて理解し，説明できる．マイコン・プロセッサ用いたディジタル制御システムについて理解できる．
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| 12週 |
マイコンによるディジタルシステム(4) |
AVR,ARMなどのマイコン・プロセッサを利用したディジタルシステムについて理解し，説明できる．マイコン・プロセッサ用いたディジタル制御システムについて理解できる．
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| 13週 |
マイコンによるディジタルシステム(5) |
AVR,ARM,Zynqなどのマイコン・プロセッサを利用したディジタルシステムについて理解し，説明できる．マイコン・プロセッサ用いたディジタル制御システムについて理解できる．
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| 14週 |
マイコンによるディジタルシステム(6) |
AVR,ARM,Zynqなどのマイコン・プロセッサを利用したディジタルシステムについて理解し，説明できる．マイコン・プロセッサ用いたディジタル制御システムについて理解できる．
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
答案返却 |
試験の解答と解説を行い正答で来なかった問題について正しく理解する．
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