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授業科目名
担当教員
デジタル回路特論
大木 真/佐藤 隆英
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
322094 2 (未登録) 1 前期 I
[概要と目標]
この講義では,学部でのディジタル回路の講義をふまえ,学部の講義では詳しく説明しなかったHDLなどのハードウェア記述言語によるディジタル回路のトップダウン設計法を学ぶ.また,Eコースの学生は計算機アーキテクチャを学習していないので,基礎的な計算機アーキテクチャについても学習し,その1部をHDL等で記述してシミュレーションで動作を確認する実習をおこなう。
[到達目標]
(ア)VHDLで基本的な論理回路を記述できる<BR>(イ)VHDLで記述したディジタル回路をシミュレーションするプログラムを記述できる<BR>(ウ)コンピュータの基本的な動作が理解できる<BR>(エ)簡単な仮想計算機をVHDLで実装し,シミュレーションを行うことができる
[必要知識・準備]
学部の「ディジタル回路」,「計算機アーキテクチャ」を履修していないと授業についていくのは困難である。
[評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1小テスト/レポート 100  %実際にVHDL言語でディジタル回路を設計して,動作をさせることができるかどうかを評価 
[教科書]
(未登録)
[参考書]
(未登録)
[講義項目]
1. ディジタル回路設計手法1<BR> 基本論理ゲート,ブール代数,標準形,ハードウェア記述言語<BR>2. ディジタル回路設計手法2<BR> カルノー図による簡単化,VHDLの基礎<BR>3. 組合せ論理回路とそのVHDL記述<BR> 半加算器,全加算器,テストベンチ,シミュレーション<BR>4. VHDLの応用記述1<BR> 階層構造の表現,コンポーネント,ベクトル,算術演算子,ファイル入出力<BR>5. process文を用いた論理回路の記述<BR> process文,if文,case文,変数と信号,for-loop文<BR>6. ALU<BR> 符号付演算,補数表現,ALUのVHDL記述<BR>7. フリップフロップ<BR> 同期回路設計,Dフリップフロップ,状態遷移回路,自動販売機<BR>8. コンピュータの概要<BR> MPU(CPU),CISCとRISC,マイクロプログラム,マイクロコントローラ<BR>9. マイクロプロセッサ<BR> MPU(CPU)の内部構成,状態遷移,VHDL記述の例<BR>10. VHDLの応答記述2<BR> プロシージャ,ファンクション,オーバーロード,パッケージ,モデル化<BR>11. 仮想計算機COMET 1<BR> アーキテクチャ,内部レジスタ,メモリアクセス,マイクロプログラム制御,命令セット,CASL<BR>12. 仮想計算機COMET 2<BR> ALU部,メモリ・レジスタ部のVHDL記述<BR>13. 仮想計算機COMET 3<BR> マイクロプログラム制御,COMET本体のVHDL記述<BR>14. VHDLによる仮想計算機COMETの実装<BR> COMET全体のVHDL記述<BR>15. 仮想計算機COMETのシミュレーション<BR> テストベンチとシミュレーション