2019年度 論理回路設計   Theory and Design of Logic Circuits

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開講元
情報通信系
担当教員名
熊澤 逸夫  原 祐子 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
火7-8(W323)  金7-8(W323)  
クラス
-
科目コード
ICT.I211
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2019年3月18日
講義資料更新日
2019年10月18日
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

計算機システム設計の基礎という立場から,ハードウェアの基礎(MOSトランジスタの動作と論理ゲートの構成)、論理回路の動作を理解する上で必要な基礎理論(論理代数,論理関数の諸性質,順序回路理論),及び論理回路の設計手法(組合せ回路/順序回路の簡単化,合成,分解手法)について学ぶ.

到達目標

MOSトランジスタの2値動作を理解し,論理ゲートの構成手法およびその特性,論理回路の構成手法およびその簡単化手法を修得する.

キーワード

MOSトランジスタ,論理ゲート,論理回路,論理代数,順序回路,回路の簡単化

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

講義と講義の内容の理解度を確認するレポートを課す.またアクティブラーニングの手法を取り入れて,教員と学生のインタラクティブな質疑をふんだんに盛り込んで授業を進める.レポート,質疑への参加の度合い,試験から総合的に成績を評価する.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 半導体とトランジスタ,MOSトランジスタの2値動作 半導体の基本構成であるトランジスタの動作について学ぶ
第2回 MOSトランジスタによる論理ゲートの構成,ブール代数(論理代数)と論理関数 CMOS論理回路の特徴,および,論理回路の数学的基礎となるブール代数と論理関数を学ぶ
第3回 極小項表現,極大項表現,リードマラー表現 論理関数の代表的な表現手法を学ぶ
第4回 論理関数の簡単化:カルノー図 論理回路を簡単化する手法としてカルノー図による方法を学ぶ
第5回 論理関数の簡単化:クワインマクラスキー法 論理回路を簡単化する手法としてクワインマクラスキー法による方法を学ぶ
第6回 前半のまとめ 前半の理解を確認して演習によって理解度を確認する
第7回 順序回路とは(順序回路の構成) 順序回路の原理と応用の紹介
第8回 状態変数関数、状態遷移図による順序回路の表現と状態割当 順序回路を式やグラフで表現する方法と、状態へ二値ベクトルを割り当てる方法を学ぶ。
第9回 順序回路の基本要素:フリップフロップとは(遅延素子との違い) 順序回路で使われる基本記憶素子であるフリップフロップについて学ぶ。
第10回 フリップフロップのCMOS論理回路による実現 フリップフロップをCMOS回路で実現する方法を学ぶ。
第11回 順序回路によるカウンタと擬似乱数生成回路の実現 順序回路をカウンタや疑似乱数発生回路に応用する方法を学ぶ。
第12回 フリップフロップの駆動回路の構成と簡単化 目的の機能を実現するためにフリップフロップを含む回路を設計し、簡単化する方法を学ぶ。
第13回 フリップフロップの駆動回路の構成と簡単化(演習) フリップフロップを含む回路を設計し、簡単化する方法を具体的な事例について体験する。
第14回 状態の等価性による順序回路の簡単化 等価な状態を見つけて統合することによって順序回路を簡単化する方法を学ぶ。
第15回 後半のまとめと演習 後半の講義内容を総括して演習を行う。

教科書

論理回路,一色剛,熊澤逸夫 著,数理工学社,2011, 2100円

参考書、講義資料等

教科書)スイッチング回路理論,当麻 喜弘 著,コロナ社,1986,2100円
参考書)論理回路,高木 直史 著,オーム社,2010,2415円

成績評価の基準及び方法

レポート,講義への参加の度合い,試験の成績から総合的に成績を評価する

関連する科目

  • GRE.C101 : 情報基礎学第一
  • GRE.C102 : 情報基礎学第二
  • ZUS.L201 : 基礎集積回路
  • ICT.I216 : 計算機論理設計(情報通信)
  • ZUS.L301 : 情報実験第三

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件を設けない

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