論理回路（Logical Circuits）[2G01]

＜授業のねらい＞

「論理回路」は携帯電話から宇宙ステーションまで, さまざまな電子機器の中で使われている, 最も基本的な電子回路方式の一つです.本講義ではブール代数の基礎から, FPGA (Field Programmable Gate Array)を用いた実動の回路までを解説し,"0" と"1"という2つの数字だけで, 何故高度な算術演算や機械制御などを実現できるのかについて, 理解を深めてもらうことがねらいです.

＜受講にあたっての前提条件＞

特になし．

＜具体的な到達目標＞

達成目標は, 基本概念を理解し, 論理演算, 論理圧縮ができ, 順序回路を含む基本的な回路図が読めるようになること, とします.

＜授業計画及び準備学習＞

1. ディジタル回路とは何か？
2. ロジックICとFPGA
3. 2進数演算の復習（進数とは？）
4. 組み合わせ回路1（論理ゲート, 標準形）
5. 組み合わせ回路2（加算回路，減算回路）
6. 組み合わせ回路3（補数器，補数器を用いた減算）
7. 組み合わせ回路4（論理圧縮）
8. 順序回路1（RSフリップ・フロップ，Dフリップフロップ）
9. 順序回路2（クロック，微分回路）
10.順序回路3（トグル・フリップ・フロップ，カウンタ）
11.同期式回路
12.応用回路1（発振回路，タイマ回路）
13.応用回路2（シーケンサ）
14.期末試験
15.試験解説

授業中に2〜3回レポートを出題する．提出期間は出題後4〜5日の予定である．提出はメールによる．他に授業中に出題する小問題は，板書で回答・正解した者にのみ随時加点する．

＜成績評価方法及び水準＞

レポート40%, 期末試験40%, その他授業中の小問題等20%程度で評価する.

＜教科書＞

FPGA入門, すすたわり, 秀和システム, 2012
(ISBN:978-4-7980-3431-7)

＜参考書＞

指定参考書なし

＜オフィスアワー＞

メールにて随時受付：susu@susutawari.org

＜学生へのメッセージ＞

組込み分野に進むことを検討されている方は必須の科目となります．現在LSIの設計の主流はHDLと呼ばれる言語，さらにC言語に似た高級言語が利用されていますが，これらは一般的なソフトウェアのプログラムとは設計概念が全く異なります．

＜備 考＞

本講義ではXilinx社のFPGAとその開発環境であるISE WebPACKを用いたデモを交えて解説を行います.