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，回路設計ツールを用いて演習する．設計した回路の検証についても理解し，実践する．次にHw/Sw協調設計として，Zynqプロセッサを用いたシステムについて演習を行う．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学習する．
※実務との関係
実務で必要な科学的なデバッグ能力および設計能力をつけるため，「理解演習」と「設計演習」を意識して区別して演習課題とする．
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，実際にディジタル回路設計，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（６０％），平常点（４０％）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) |
ディジタル回路設計開発ツールの概要，ディジタル回路設計開発工程を理解する．プロジェクトを作成できる．
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| 3週 |
HDLによるディジタルシステム設計(2) |
LED点滅回路プロジェクトを作成し，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) |
LED点滅回路プロジェクトを作成し，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) |
LED点滅回路，速度変更のプロジェクトを作成，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) |
LED点滅回路，速度変更のプロジェクトを作成，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) |
PC用ディスプレイへパターンを表示するプロジェクトを作成し，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) |
PC用ディスプレイへパターンを表示するプロジェクトを作成し，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(8) |
基本的な組み合わせ回路，順序回路に関する任意のプロジェクトを作成し，実装できる．
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| 11週 |
HDLによるディジタルシステム設計(9) |
シミュレーションによる検証について理解し，実施できる．
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| 12週 |
HDLによるディジタルシステム設計(10) |
シミュレーションによる検証について理解し，実施できる．
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| 13週 |
HDLによるディジタルシステム設計(11) |
シミュレーションによる検証について理解し，実施できる．
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| 14週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(1) |
Zynqプロセッサについて理解し説明できる．
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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き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 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(2) |
Zynqシステムの開発手順について理解し説明できる．
LED点滅制御プロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる
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| 2週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(3) |
Zynqシステムの開発手順について理解し説明できる．
LED点滅制御プロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる
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| 3週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(4) |
Zynqシステムの開発手順について理解し説明できる．
LED点滅制御プロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる
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| 4週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(5) |
Zynqシステムのタイマー割込みプロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる．
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| 5週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(6) |
Zynqシステムのタイマー割込みプロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる．
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| 6週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(7) |
Zynqシステムのグラフィック表示回路プロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる．
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| 7週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(8) |
Zynqシステムのグラフィック表示回路プロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる．
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
Hw/Sw協調設計によるディジタルシステム設計(9) |
Zynqシステムのグラフィック表示回路プロジェクトをVivado,Vitisを用いて実装できる．
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| 10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．
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| 11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．
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| 12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．
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| 13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．
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| 14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．
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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きなかった問題について正しく理解する．
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