マイクロプロセッサとインタフェース(情報)
 Microprocessor and Interface
 担当教員:田村 安孝(TAMURA Yasutaka)
 担当教員の所属:理工学研究科
 開講学年:3年  開講学期:後期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:情報科学科  科目区分:専門科目・選択必修 
【授業概要】
・テーマ
マイクロプロセッサの内部構造と周辺回路との接続について学ぶ。ハードウェア記述言語を習得し,これによりプロセッサの内部と周辺の論理回路を記述する。次に機械語レベルでのプロセッサの動作を理解し,具体的なイメージを持てるようにする。また,インタフェース回路の基礎を学ぶ。
ハードウェアとソフトウェアを結びつけて理解する。情報科学実習のテーマと連携して理解を深める。
・到達目標
(a)マイクロプロセッサの特徴と代表的な応用例について説明できること。(b)プロセッサの内部構成と各要素の機能について理解していること。(c)機械語レベルの動作を理解し,簡単なアセンブリ言語のプログラムを作成したり読んで理解できること。(d)PLDやFPGAなどのプログラム可能論理回路について説明できること。(e)ハードウェア記述言語と,それによるハードウェア開発の概要を説明できること。(f)簡単な論理回路のHDL記述の読解と作成ができること。(j)周辺インタフェースを理解していること。k)簡素化されたマイクロプロセッサシステムの構成が理解できること。
・キーワード
マイクロプロセッサ,命令セット,アセンブリ言語,インタフェース

【科目の位置付け】
情報科学科の学習・教育目標の(C)(応用能力)に対応する。
事前に履修すべき科目:「計算機基礎」,「論理回路」,「情報科学実習Ⅰ」を履修していることが望ましい。同じ学期に開講される「情報科学実習Ⅱ」の実習テーマとも関連している。

【授業計画】
・授業の方法
講義形式で授業を進める。講義中に配布したミニットペーパに,演習問題の解答,質問,意見を書いて提出する。演習問題の解答と質問・意見の記入のために10~15分程度の時間を使う。
・日程
1 マイクロプロセッサの応用 2 VHDL演習1 3 VHDL演習2
4 ハードウェア記述言語 5 プロセッサの構成 6 コントローラ
7 内部ユニットのVHDL記述 8 中間試験と解説 9 プロセッサの実例
10 内部制御信号の例 11 機械語レベルの動作 12 インタフェース回路
13 シリアル・インタフェース 14 演習 15 定期試験と解説
ただし,上記の日程は受講者の理解度に応じて変更されることがある。

【学習の方法】
・受講のあり方
1)講義開始前に教室に入り,板書の記録と演習用の記入欄を持つ講義資料を受け取る。配布資料は抜き差し可能なファイルに綴じておく。
2)授業開始時間がきたら直ちに講義が始まる。配布資料の空欄にスクリーンに示される内容を筆記する。
3)講義中の私語等は厳に謹み,携帯電話や携帯情報端末などの電源を切る。ミニットペーパーに講義に対する質問・意見を書いてもらう。質問・意見は講義の進行にフィードバックし,質問・意見の有無によって講義に参加していたかどうかの評価にも用いる。
・授業時間外学習へのアドバイス
毎回の講義終了時に次回の講義内容について予告するので,配布資料の該当部分に目を通しておく。講義の配布資料およびスライドショーのファイルはwebで公開するので,必要に応じて参考にする。
講義資料を配布するので,ノートと併せて復習に利用すること。不明の点があれば資料に記載の参考文献を調べる。また,ミニットペーパに書かれた質問にはコメントを書き込むので,必要な場合は閲覧する。

【成績の評価】
・基準
「授業概要(到達目標)」の各項目が達成されていることを,筆記試験(中間試験,定期試験)および質問用紙の評価点により示すことが,合格の基準となる。
・方法
中間試験(40点),定期試験(50点),演習問題の答案・質問用紙の内容(10点)を総合し,合計100点で評価する。60点以上を合格とする。

【テキスト・参考書】
適宜,資料を配布する。
参考書:
木村幸男,小澤智,松永俊雄,橋本洋志:図解コンピュータ入門[ハードウェア](オーム社)2,500円
深山,北川,秋田,鈴木:HDLによるVLSI設計(共立出版)3,400円

【その他】
・オフィス・アワー
毎週木曜日 16:00-17:00,相談場所:工学部8号館,8-205号室

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