2021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    (対面)
曜日・時限(講義室)
火7-8(S011)  金7-8(S011)  
クラス
-
科目コード
ICT.I211
単位数
2
開講年度
2021年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2021年5月6日
講義資料更新日
-
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(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

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 CMOSトランジスタによる論理ゲート,および,フリップフロップの構成と動作原理 CMOS論理回路の特徴,および,フリップフロップの動作原理について学ぶ
第3回 ブール代数(論理代数)と論理関数 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4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5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6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7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8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9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10回 フリップフロップとその駆動回路 目的の機能を実現するために、フリップフロップの駆動回路を設計する方法を学ぶ
第11回 フリップフロップの駆動回路の簡単化 フリップフロップの駆動回路を簡単化する方法を学ぶ
第12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13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14回 後半のまとめ 後半の理解を確認して演習によって理解度を確認する

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

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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