情報実験第三 E   Experiments on Computer Science III

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担当教員
一色 剛  佐藤 広生  李 冬菊 
使用教室
火2-4(VLSI設計室)  木2-4(VLSI設計室)  
単位数
講義:0  演習:0  実験:3
講義コード
7265
シラバス更新日
2015年3月16日
講義資料更新日
2015年3月16日
学期
前期  /  推奨学期:5

講義概要

I マイクロコンピュータの方式設計 機能設計,論理設計,実装設計の各実習を行い,計算機アーキテクチャ,集積回路設計の基礎について学習する。最終的に設計したコンピュータをFPGAもしくはLSIで実現し,その上で機械語の課題プログラムを実行させる。
II 方式設計,機能設計,論理設計,実装設計,動作試験。

講義の目的

マイクロコンピュータの方式設計,機能設計,論理設計,実装設計の各実習を行ない,計算機アーキテクチャ,論理回路設計の基礎について学習する.最終的に設計したコンピュータを FPGA で実現し,その上で機械語の課題プログラムを実行させる.さらに,複数の計算機を結合したマルチプロセッサシステムにおけるアプリケーション作成を行い,システム設計とアプリケーション設計を実際に体験し,計算機システム全体の理解を深める.

講義計画

1. アセンブリ・プログラミング(2週間): 与えられた命令セットアーキテクチャにおけるアセンブリ言語により課題プログラムを作成し,アセンブリシミュレータにより実行動作を確認し,計算機の基本動作を理解する
2. 計算機論理動作解析(3週間): レジスタ転送レベルで記述された計算機のデータパス,及び制御論理を論理シミュレータにより動作確認を行なうい,計算機の論理動作を理解する
3. FPGA実装(2週間): 計算機論理回路を配置,配線,マッピングを行い,FPGAボードに実装する
4. 命令セット・計算機構成改良設計(3週間): 課題プログラムの実行時間短縮,プログラムサイズ削減,メモリ使用量削減等を目的とした計算機の改良設計を行う
5. マルチプロセッサシステム設計(5週間): 計算機を搭載したFPGAを複数結合したマルチプロセッサシステム上で動作するアプリケーションを実装する

教科書・参考書等

【参考書】
・コンピュータアーキテクチャ, Mano著, 國枝, 伊藤訳, 科学技術出版, 1999

関連科目・履修の条件等

【関連科目】
コンピュータリテラシ (1学期,1-1-0),論理回路理論 (3学期,○,2-1-0),基礎集積回路 (3学期,○,2-0-0),計算機論理設計 (4学期,○,2-0-0)
集積回路設計 (5学期,●,2-0-0),情報工学創作実習 (5学期,●,0-0-2)
次世代VLSI設計プロジェクト実習第一(大学院:集積システム),次世代VLSI設計プロジェクト実習第二(大学院:集積システム)

【履修条件】
コンピュータリテラシ (1学期,1-1-0)の単位を取得していること.

成績評価

出席状況,製作コンピュータ,レポートにより評価する.

その他

関連サイト
(Eクラス) TOKYO TECH OCW
http://www.ocw.titech.ac.jp/index.php?module=General&action=T0300&GakubuCD=101&GakkaCD=53&KougiCD=7265&lang=JA

(Oクラス) TOKYO TECH OCW
http://www.ocw.titech.ac.jp/index.php?module=General&action=T0300&GakubuCD=101&GakkaCD=53&KougiCD=7266&lang=JA

知識ユニット
* 方式設計
* 機能設計
* 論理設計
* 実装設計
* 動作試験

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