- 開講元
- 情報通信系
- 授業形態
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 月1-4(VLSI設計室) 木1-4(VLSI設計室)
- クラス
- -
- 科目コード
- ICT.E304
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2019年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2019年4月19日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
マイクロプロセッサのソフトウエア（命令セット、アセンブリプログラミング）とハードウエア（演算回路、制御回路）の設計手法全体について、実験計画書に沿って各自が実施する．また、FPGAボードを使って、マイクロプロセッサを実際に動作させることで、より実用的な計算機システムの設計を体感する．
実験後半では、２〜３名のグループ単位での作業を行い、各グループが計算機改良設計に関して自由にトピックを選び、計画立案から実装設計、最終的にドキュメント作成までを共同作業で行い、グループワークを体感する．
到達目標
16ビットマイクロプロセッサの命令セットとアセンブリプログラミング手法を修得すること
ハードウエア記述言語によるマイクロプロセッサ設計手法、シミュレーション手法を修得すること
FPGAボードによるマイクロプロセッサ動作検証手法を修得すること
グループワークによる計算機改良設計を、トピック計画立案、仕様設計、実装設計、設計検証、設計評価、及び全体作業のドキュメント作成を通して、共同作業によるプロジェクトを体験すること
キーワード
マイクロプロセッサ、命令セット、アセンブリプログラミング、ハードウェア記述言語、FPGA
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | ✔ コミュニケーション力 | ✔ 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
2名〜3名のグループを組み、アセンブリプログラム、Verilogシミュレーション・FPGA動作検証、自由課題（マイクロプロセッサ改良設計、アプリケーション設計）の３つの課題に取り組み、グループ単位のレポートを提出する。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | アセンブリプログラミング実習１：命令セット、命令フォーマット、アセンブリ言語仕様の理解 | 命令セット、命令フォーマット、アセンブリ言語仕様 |
| 第2回 | アセンブリプログラミング実習２：乗算プログラム、剰余算プログラム | 乗算プログラム、剰余算プログラム |
| 第3回 | アセンブリプログラミング実習３：素数計算プログラム | 素数計算プログラム |
| 第4回 | アセンブリプログラミング実習４：サンプルプログラム解析（電卓プログラム、入出力プログラム） | サンプルプログラム解析（電卓プログラム、入出力プログラム） |
| 第5回 | ハードウエア記述言語演習１：Verilog言語仕様の理解 | Verilog言語仕様 |
| 第6回 | ハードウエア記述言語演習２：計算機の階層構成Verilog記述からブロック図作成 | 計算機の階層構成Verilog記述からブロック図作成 |
| 第7回 | ハードウエア記述言語演習３：計算機の命令実行動作Verilog記述から命令実行フロー図作成 | 計算機の命令実行動作Verilog記述から命令実行フロー図作成 |
| 第8回 | ハードウエア記述言語演習４：Verilogシミュレータによる作成プログラムの論理シミュレーション | Verilogシミュレータによる作成プログラムの論理シミュレーション |
| 第9回 | FPGAボード計算機実装演習１：計算機のFPGAボード実装と作成プログラム動作検証 | 計算機のFPGAボード実装と作成プログラム動作検証 |
| 第10回 | FPGAボード計算機実装演習２：複数のFPGAボードによる計算機間通信プログラムの動作検証 | 複数のFPGAボードによる計算機間通信プログラムの動作検証 |
| 第11回 | マイクロプロセッサ応用実習１：計算機改良設計トピック計画立案（命令拡張、ソフト開発等、自由トピック、２〜３名グループ単位、作業分担・スケジュール作成） | 計算機改良設計トピック計画立案（命令拡張、ソフト開発等、自由トピック、２〜３名グループ単位、作業分担・スケジュール作成） |
| 第12回 | マイクロプロセッサ応用実習２：計算機改良設計の仕様設計 | 計算機改良設計の仕様設計 |
| 第13回 | マイクロプロセッサ応用実習３：計算機改良設計の実装設計 | 計算機改良設計の実装設計 |
| 第14回 | マイクロプロセッサ応用実習４：計算機改良設計の設計検証 | 計算機改良設計の設計検証 |
| 第15回 | マイクロプロセッサ応用実習５：計算機改良設計の設計評価、改良設計ドキュメント作成 | 計算機改良設計の設計評価、改良設計ドキュメント作成 |
教科書
実験用Webページにて実験計画書を公開
参考書、講義資料等
実験用Webページにて実験計画書を公開
成績評価の基準及び方法
レポートで成績を評価する
関連する科目
- CSC.T252 ： 論理回路理論
- ICT.I216 ： 計算機論理設計（情報通信）
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
論理回路理論と計算機論理設計を履修していることが望ましい
オフィスアワー
メールにてアポイントを取る
