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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
情報工学専攻
対象課程 科目名 単位数 科目コード 開講時期 授業科目区分
博士前期課程(修士課程)
リコンフィギャラブルシステム特論
Reconfigurable Systems
2 2477-01 2021年度
後学期
関係科目
担当教員名
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.FPGA 2.再構成可能システム 3.コンピュータアーキテクチャ 4.プロセッサ設計 5.専用回路 リコンフィギャラブルデバイスの代表であるFPGAがなぜ様々な機能を実現可能であるかを説 明でき、回路図またはハードウェア記述言語を用いた回路設計によりコンフィギャラブルシ ステムを構築する力を養うことを目標とする。まず、FPGAのハードウェア構造とそのEDAツ ールを用いリコンフィギャラブルデバイスの仕組みを理解する。そしてその応用例として要 求仕様に応じたプロセッサ設計演習を行いリコンフィギャラブルシステムの提案と実装およ び評価ができる能力を養うことを目標とする。
授業の概要および学習上の助言
リコンフィギャラブルシステム(再構成可能システム)とは、FPGAに代表される機能を変更可能なLSIを用いたシステムのこ とを指し、通信や画像などの信号処理等の高速化から、金融やビックデータ・科学技術計算等のハイパフォーマンスコンピュ ーティング、低消費電力が必要とされるウェアラブル端末まで幅広く利用されている。本科目では、様々な機能を実現するた めのFPGAのハードウェア構造とそのEDAツール、ハードウェア記述言語についてまず学び、その実例としてプロセッサ設計を 体験し、オリジナルのハードウェアを組み合わせたリコンフィギャラブルシステムの提案と実装ができる能力を養う。
教科書および参考書・リザーブドブック
参考書:FPGAの原理と構成、オーム社、ISBN-13: 978-4274218644
履修に必要な予備知識や技能
学部レベルの論理回路およびコンピュータアーキテクチャの知識を有していることが望ましい。また、簡単なアセンブリ言語 の経験があることが望ましい。
学生が達成すべき行動目標
No.
リコンフィギャラブルシステムのメリットおよびデメリットが説明できる。
リコンフィギャラブルデバイス(FPGA)の仕組みが説明できる。
プロセッサの基本動作を回路図を示しながら説明できる。
回路図またはハードウェア記述言語を用いた専用回路の設計ができる。
達成度評価
評価方法 試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 0 0 60 40 0 0 0 100
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験
クイズ
小テスト
レポート リコンフィギャラブルデバイスに関するレポート 回路設計に関するレポート
成果発表
(口頭・実技)
リコンフィギャラブルデバイスに関する発表 回路設計に関する発表
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
FPGAがなぜ様々な機能を実現可能であるかを説明でき、その性 能を決める要素を理解している。ユーザからの要望を設計仕様 にまとめ、その仕様に基づいて回路図もしくはハードウェア記 述言語用いた設計によりリコンフィギャラブルシステムを構築 することができる。また、そのシステムの性能を評価すること ができる。またこれらの内容について、適切に口頭で発表でき る。 FPGAがなぜ様々な機能を実現可能であるかを説明でき、回路図 もしくはハードウェア記述言語を用いたリコンフィギャラブル システムを構築することができる。また、これらの内容につい て口頭で説明できる。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 リコンフィギャラブルシステムの概論について  リコンフィギャラブルシステムとは何か、どのよう な学問的な分野かについて学ぶ 講義と演習 120
2 リコンフィギャラブルデバイスの概論について  様々な機能を実現できるLSIであるリコンフィギャ ラブルデバイスの仕組みについて学ぶ 講義と演習 120
3 リコンフィギャラブルデバイスの種類についての調査  様々なリコンフィギャラブルデバイスについて調査 する 講義と演習 120
4 リコンフィギャラブルデバイスの種類についての口頭 発表  各学生が調査したリコンフィギャラブルデバイスに ついて発表する 講義と演習 120
5 回路図もしくはハードウェア記述言語を用いた専用回 路設計演習  プロセッサの基本設計を行う 講義と演習 120
6 回路図もしくはハードウェア記述言語を用いた専用回 路設計演習  プロセッサの基本設計を行う 講義と演習 120
7 回路図もしくはハードウェア記述言語を用いた専用回 路設計演習  プロセッサの基本設計を行う 講義と演習 120
8 回路図もしくはハードウェア記述言語を用いた専用回 路設計演習  設計したプロセッサ上でアセンブラで変換された実 行コードを実行し動作確認を行う 講義と演習 120
9 総合演習  基本設計のプロセッサにオリジナルの機能を追加す る。 講義と演習 120
10 総合演習  基本設計のプロセッサにオリジナルの機能を追加す る。 講義と演習 120
11 総合演習  基本設計のプロセッサにオリジナルの機能を追加す る。 講義と演習 120
12 総合演習  基本設計のプロセッサにオリジナルの機能を追加す る。 講義と演習 120
13 総合演習  基本設計のプロセッサにオリジナルの機能を追加す る。また、FPGAに実装する。 講義と演習 120
14 総合演習  基本設計のプロセッサにオリジナルの機能を追加す る。また、FPGAに実装する。 講義と演習 120
15 FPGAを用いたプロセッサ設計に関する口頭発表とディ スカッション 振り返り 発表 自己点検 120