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科目名 デジタル回路1 
担当者氏名

増山 岳人

全開講対象学科 理工学部電気電子工学科
年次 2年次 
クラス  
講義学期 後期 
単位数
必選区分  
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-電気電子工学専門科目 
備考 本授業はCP2・4およびDP2に該当する 



準備学習・事後学習
各週の講義内容に関する演習を実施します.分からないことを次週に持ち越さず,段階を踏んで学ぶ習慣をつけるようにしてください.

演習については,授業内で適宜解説を行います.また,最終の試験の解説は,追・再試験終了後に研究室で個別に対応します.
毎回、講義時間の2倍の自学自習が求められます。 
履修上の留意
・ノートパソコンを持参してください

・MacユーザはWindowsの仮想環境を構築しておいてください

・講義資料の配布,レポートの提出はWebクラスで行います 
授業の概要と目的
・基本的なデジタル回路の設計を通して論理設計の方法を学ぶ.

・ハードウェア記述言語(Verilog-HDL)で論理回路を記述する方法を学ぶ.

・論理回路の設計書を作成する演習課題を通して,書くことにより考えをまとめるテクニックを身につける.(科目ナンバリングコード:TE21107) 
サブタイトル
論理回路の設計 
到達目標
・デジタル回路の論理設計の方法を理解する

・ハードウェア記述言語で論理回路を記述できるようになる 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. 序論  デジタル回路とコンピュータの関係など,デジタル回路に関する基礎知識を身につける.また,NAND・NORゲートから簡単な論理ゲートが作成可能であることを確認する. 
2. 論理設計の基本  論理設計を行うためのツールである開発環境及びシミュレータについて理解する.また,ブール代数の基礎を復習する. 
3. 組み合わせ回路(1)  データセレクタ(マルチプレクサ及びデマルチプレクサ)の論理設計を行う.また,真理値表から論理式を導出する方法を理解する. 
4. 組み合わせ回路(2)  ハードウェア記述言語について学ぶ.Verilog HDLの基礎的な文法を理解する. 
5. 組み合わせ回路(3)  2進数の大小を比較する回路の論理設計を行う.また,カルノー図を用いた論理式の簡単化について,手順と考え方を理解する. 
6. 組み合わせ回路(4)  信号を符号化するエンコーダ及び復号化するデコーダの論理設計を行う.文字コードの仕組みについて復習する. 
7. 組み合わせ回路(5)  7セグメントディスプレイを適切に点灯させるために必要な7セグメントデコーダの論理設計を行う. 
8. これまでの振り返り  ブロック図またはHDLを用いた論理回路の設計方法及び基本的な論理回路の成り立ちについて復習する. 
9. 組み合わせ回路(6)  2進数の加算を行う半加算器及び全加算器について理解する.また,複数ビットの加算を行う並列加算器の論理設計を行う. 
10. 順序回路(1)  データのバッファリングを行うフリップフロップについて学ぶ.基本的なフリップフロップの特性とクロック信号との関係を理解する. 
11. 順序回路(2)  状態遷移図,状態遷移表などを用いて特性方程式を導出する,順序回路の論理設計の方法を理解する. 
12. 順序回路(3)  比較的小規模かつ高速な記憶装置であるレジスタについて学ぶ.代表的なレジスタの仕組みを理解し,論理設計を行う. 
13. 順序回路(4)  クロック信号の計数を行うカウンタについて理解する.また,特に同期式カウンタの設計方法を学び,論理設計を行う. 
14. 順序回路(4)  組み合わせ回路と順序回路を併用し,複数モジュールを組み合わせることでより複雑な回路を設計可能であることを演習により確認する. 
15. まとめ  デジタル回路の論理設計について総括する. 
テキスト
参考文献
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. ディジタル回路  伊藤充弘他  コロナ社 
2. コンピュータシステムの理論と実装  N.Nisan他  オライリー・ジャパン 
授業方法の形式
講義(演習を含む) 
成績評価方法及び評価基準
レポート(60%)

中間試験(20%)

定期試験(20%) 
受講生へのメッセージ
デジタル回路はコンピュータのハードウェアを構成する電子回路です.AND,OR,NOTなどからなる代数論理を実装する方法を学ぶことで,様々な機能を実現できるようになります.一度仕組みや手順を理解すれば飛躍的にできることが増えていきます.自分にとって効率のよい学習方法を考えながら受講してもらえればと思います. 
参考URL
画像
ファイル
更新日時 2020/02/28 18:15


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