2019年度 シラバス大学院

SY教育研究領域 (コンピュータシステム)

2019/10/17  現在

科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  1学期 /First Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
束原 恒夫
担当教員名
/Instructor
束原 恒夫, 小平 行秀
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/06
授業の概要
/Course outline
 CMOS VLSI は今や電子機器の中心的存在であり、コンピュータの心臓部である。微細化が進むにつれて、MOSトランジスタの本質をより良く理解しておく必要がある。さらに、最近ではアナログ・RF (Radio Frequency)回路を含むミックスト・シグナルLSIが、民生機器、通信機器を中心に不可欠となっている。この授業では先端的なCMOS デバイスとそのモデルについて扱う。授業のはじめには、学部レベルの半導体デバイスの復習を行い、高速伝送の考え方に必須な分布定数回路モデルを紹介する。つづいて、教科書の2~5章を中心に、より詳細なMOSトランジスタモデルについて理解し、ディープ・サブミクロン時代に不可欠な知識を習得する。最後にミックスト・シグナルLSIの実例など、いくつかのトピックを紹介する。
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
この科目を履修した学生は、以下の項目などについて説明できることが期待される。
・半導体素子の基本概念の理解
・CMOS VLSI の設計の流れ
・回路設計に使うMOSトランジスタモデル
・VLSI技術の将来:微細化の動向、ミックスト・シグナルLSI
授業スケジュール
/Class schedule
1.半導体デバイス(学部)の復習(1)
2.半導体デバイス(学部)の復習(2)
3.分布定数回路モデルと熱雑音の基礎
4.デバイス物理の基礎(2章):MOSキャパシタ、高電界効果を中心(1)
5.デバイス物理の基礎(2章):MOSキャパシタ、高電界効果を中心(2)
6.MOSFETデバイス(3章)(1)
7.MOSFETデバイス(3章)(2)
8.CMOSデバイス設計(4章):スケーリング、しきい値ばらつきを中心(1)
9.CMOSデバイス設計(4章):スケーリング、しきい値ばらつきを中心(2)
10.CMOS性能因子(5章):基本回路、寄生成分の影響(1)
11.CMOS性能因子(5章):基本回路、寄生成分の影響(2)
12.CMOS性能因子(5章):デバイスパラメータと遅延時間、先端デバイス(1)
13.CMOS性能因子(5章):デバイスパラメータと遅延時間、先端デバイス(2)
14. ミックスト・シグナルLSIの実例:CMOS RF回路など
教科書
/Textbook(s)
Y. Taur and T. H. Ning, "Fundamentals of Modern VLSI Devices", Cambridge University Press, ISBN 0-521-55959-6 (paperback), (1998).
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
期末に与えられたテーマでレポートを提出する。
評価基準:レポート100%
履修上の留意点
/Note for course registration
The following or related under graduate courses are recommended to take:
・Semiconductor Devices (半導体デバイス)
・VLSI Design (VLSI設計技術)
・Electronics (電子回路)
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
1. T. Tsividis, “Operation and Modeling of the MOS Transistors,” 2nd Edition, ISBN 0-07-065523-5, (1999).
2. 束原、「CMOS RF回路設計」、丸善、ISBN: 978-4-621-08203-4、2009年 11月発行

【注】実務経験あり(束原):NTT研究所に25年間勤務し、通信システム用の半導体集積回路・CMOS LSIの研究開発に従事してきた。この経験をもとに、CMOSデバイスのより専門的な事項について教授する。


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  1学期 /First Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
ベン アブダラ アブデラゼク
担当教員名
/Instructor
ベン アブダラ アブデラゼク, 齋藤 寛
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/14
授業の概要
/Course outline
As we build increasingly complex parallel systems (e.g. MCSoCs/MPSoCs) one of the greatest challenges is in providing the interconnection networks that permit the system components to communicate.
These must be must be high-performance, scalable, simple to design with and power efficient. Network-on-chip architecture is an increasingly popular and feasible alternative to close the productivity gap and achieve the desired performance.
The first part of this course should help the student gain an appreciation of NoC approach.

The second part of this course is about advanced design and performance issues of
computers, such us Multicore Systems, design alternatives for I/O, direct memory access, etc.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
After taking this course a student will be able to:

- Describe what interconnections (NoC, buses) are and describe their role in
connecting the major system components.

- Identify several approaches to processor implementations.

- Describe how a system identifies different sources of interrupts and
exceptions.
授業スケジュール
/Class schedule
1. Introduction
2. Parallel Computer System Organization
3. Network on Chip Building Blocks
4. Topology
5. Routing Algorithms 1
6. Routing Algorithms 2
7. Switching Mechanics and Flow Control
8. Title Architecture
9.  Multicore Hardware
10. Multicore Programming  
11. Advanced Memory Organization 1
12. Advanced Memory Organization 2
13. Advanced design issues in multicore-based embedded system
14. Course summary
教科書
/Textbook(s)
- Textbook:
Advanced Multicore Systems On-Chip: Architecture, On-Chip Network, Design, Publisher: Springer, 2017, ISBN-13: 978-9811060915, ISBN-10: 98110609162017.

- Various other materials prepared by the instructor.
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
- Presentations  and class activities: 30 %
- Home work: 30 %
- Final Exam: 40 %
履修上の留意点
/Note for course registration
-Parallel Computer Architecture
-Computer Architecture and Organization
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
Course web page and reference materials will be given during the first lecture.


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  3学期 /Third Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
ベン アブダラ アブデラゼク
担当教員名
/Instructor
ベン アブダラ アブデラゼク, 北道 淳司
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/14
授業の概要
/Course outline
Embedded Real-time systems are systems that require timely responses to facilitate
their operation or they risk performance degradation or even total system failure.
This course introduces the various building blocks and underlying scientific and
engineering principles behind embedded real-time systems. It covers the integrated
hardware and software aspects of embedded processor architectures, along with
advanced topics such as real-time, resource and memory management, and RTOS
scheduling.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
1. Learn advanced issues about embedded real-time system design and scheduling.
2. Learn how to program with real-time embedded architecture.
3. Learn and apply real-time principles that are used to drive critical embedded
systems.
授業スケジュール
/Class schedule
1. Introduction to Embedded Real-time Systems
2 Embedded Architectures
3 Interaction with Devices (buses, memory architectures, device drivers)
4.Concurrency (software and hardware interrupts, timers)
5. Real-time principles: multi-tasking, scheduling
6. Real-time principles: synchronization
7. Static Scheduling
8. Dynamic Scheduling
9  Real-time Operating System 1
10 Real-time Operating System 2
11. Implementation trade-offs
12. Profiling and code optimization (for performance and memory);
13. Embedded software (exception handling, loading, mode-switching,programming embedded systems).
14. Course Summary
教科書
/Textbook(s)
Real-Time Embedded Components and Systems, By Sam Siewert
Hardcover: 384 pages
Publisher: Charles River Media; 1 edition (June 27, 2006)
Language: English
ISBN-10: 1584504684
ISBN-13: 978-1584504689
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
- Presentations  and class activities: 30 %
- Home work: 30 %
- Final Exam: 40 %
履修上の留意点
/Note for course registration
Knowledge about Embedded Systems, Computer Architecture/organization.
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
Course web page and reference materials will be given during the first lecture.


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  2学期 /Second Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
北道 淳司
担当教員名
/Instructor
北道 淳司, 富岡 洋一
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/06
授業の概要
/Course outline
In this course, many topics, Pipelining with out-order execution, memory hierachy, instruction/data level parallelism, and so on, which are adopted in the advanced computer architecture, such as high-performance general purpose computers, GPGPUs, embedded processors, are explained.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
In this course, our students understand the computer architecture which keeps evolving and obtain the base for more advanced development of it. They can use the knowledge obtained in this lecture to research at their Lab.
授業スケジュール
/Class schedule
1: Introduction
2: Basic Concepts of Processor: In-order pipeline
3: Basic Concepts of Processor: Interrupt
4: Basic Concepts of Processor: Memory mapped I/O
5: Fundamentals of Quantitative Design and Analysis
6: Memory Hierarchy Design
7: Instruction-Level Parallelism: Basic
8: Instruction-Level Parallelism: Out of Order Pipeline
9: Data-Level Parallelism in Vector and SIMD Architectures
10: Data-Level Parallelism in GPU Architectures
11: Thread-Level Parallelism: Multi-core Processor
12: Thread-Level Parallelism: Cache system for Multi-core Processor
13-14 : Other topics
教科書
/Textbook(s)
2-4: Computer Organization and Design MIPS Edition

5-14: Computer Architecture, 6th Edition: A Quantitative Approach
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
Mini Reports (40%) and  exam. (60%)
履修上の留意点
/Note for course registration
None
For undergraduate students, they should get the credits of Computer Architecture and Embedded Systems.
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
CQ出版社 マイクロプロセッサ・アーキテクチャ入門 中森 章 著


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  3学期 /Third Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
大井 仁
担当教員名
/Instructor
大井 仁, アレクサンダー ヴァジェニン
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/13
授業の概要
/Course outline
Advanced Operating Systems is one of core courses in the graduate program at the University of Aizu, offered from the 3rd quarter of AY2012.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
This is one of core courses in the graduate program in Computer Science and Engineering at the University of Aizu. The course covers from the basic design concepts of the modern operating systems to the case studies in the actual implementations of the operating systems to see how they utilize and manage advanced hardware technologies for newly emerging applications.

Topics covered overlap with those in the undergraduate operating systems course. However, it is expected that students understand each topic in more detail and at a higher standard.

In the first few weeks, basic concepts of OSes will be reviewed. During this period, students will decide the topics for their reports. In the next few weeks, advanced topics (such as virtual machines or distributed systems) and case studies will be covered.
授業スケジュール
/Class schedule
This schedule is tentative and will be adjusted according to the progress and interests of the attending students. Each class is a 50 minute period and two classes per week.

Class Topics Remarks
1 Course Introduction
Linux Overview Textbook: Sections 10.1 to 10.2
2-3 Processes, Threads and Scheduling Textbook: Section 10.3
4 Memory Management Textbook: Section 10.4
5 Input/Output Textbook: Section 10.5
6 File System Textbook: Section 10.6
7 Security Textbook: Section 10.7
8-9 Virtualization and the Cloud Textbook: Chapter 7
10 OperatingSystem Design Textbook: Chapter 12
11-13 Advanced Topics Selected Papers/Articles
14 Project Presentations

教科書
/Textbook(s)
Modern Operating Systems, Global Edition, 4/E , by Andrew S. Tanenbaum, ISBN 10: 1292061421, ISBN 13: 9781292061429, Prentice Hall. This is a REQUIRED textbook.

Academic journal (e.g. IEEE Transactions on Computers) and coference (e.g. ASPLOS) papers and articles from technical magazines (e.g. IEEE Micro) will also be used as the reading materials.
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
The final course grade will be a combination of written exam(s) (40%), term paper (or project) (40%) and class participation (20%). Letter grades will follow the University Standard (A >= 80, B >= 65, C >= 50).
履修上の留意点
/Note for course registration
- B or better grades for the Computer Architecture and Operating Systems courses in undergraduate program (or equivalent).

- C programming proficiency.

- Understanding and familiarity to *nix concepts and operations.
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
The instructor has  more than five years of industrial experiences as an LSI engineer and Computer Architect at Digital Equipment Corporation, ASTEM RI/Kyoto and HAL Computer Systems.

The information on this page is subject to change.
For the up to date information, please refer to
the course web page:

http://web-ext.u-aizu.ac.jp/~hitoshi/COURSES/AOS/

and course notice board:



科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  4学期 /Fourth Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
小平 行秀
担当教員名
/Instructor
小平 行秀, 齋藤 寛
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/15
授業の概要
/Course outline
半導体微細化技術の向上に伴い,様々な機能を1つのチップ(集積回路)に実現することが一般的となっています.こうしたチップには数千万から数十億規模のトランジスタが集積されており,設計を手で行うことは現実的に不可能です.このため,現在の集積回路設計は,様々なElectronic Design Automation (EDA)ツールによって支援されています.例えば,設計者がアプリケーションをハードウェア記述言語などでモデリングし,設計要求を制約として与えると,EDAツールはそのモデルから要求に合う集積回路を自動で生成してくれます.こうしたことより,集積回路の設計に従事する人は,設計技術の知識が必要不可欠です.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
本科目では,デジタル集積回路の設計支援技術のうち,ハードウェア記述言語にてモデリングされたアプリケーションの構造モデルからチップ製造前のレイアウト設計までの設計技術を学びます.しかし,設計技術の知識だけで実際に設計するということは困難です.そのため本科目では,演習を通じて,スキルの取得を目指します.演習では,業界標準の設計フローに基づいて設計を行います.
授業スケジュール
/Class schedule
1. イントロダクション
2. 演習課題の説明とEDAツールに対するチュートリアル1
3. Verilog HDL
4. EDAツールに対するチュートリアル2
5. 論理合成1
6. 論理合成2
7. レイアウト合成1
8. 演習
9. レイアウト合成2
10. 演習
11. 検証,テスト,電力最適化
12. 演習
13. 演習課題の発表
14. 演習課題の発表

演習では,信号処理アルゴリズムなどをVerilog HDLを用いてモデリングし,Cadence社のツールを用いて論理合成、レイアウト合成,静的タイミング解析,および論理検証を行います.検証後,性能、回路面積などの面で設計した回路の評価を行います
教科書
/Textbook(s)
指定なし
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
発表 (50%) 演習課題 (36%) 授業態度 (14%)
履修上の留意点
/Note for course registration
System-level Design for Digital VLSIsも一緒に履修することで,アプリケーションの機能モデルからチップ製造前のレイアウト設計までを学ぶことができます.


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  1学期 /First Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
大井 仁
担当教員名
/Instructor
大井 仁
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/13
授業の概要
/Course outline
This is a project-oriented course to learn and experiments in design and implementation techniques of modern computer systems
(Formerly offered as "Advanced Computer
Architecture" by 2011).  
Due to the nature of being project-oriented and fast pace of quarter system, this course is not recommended for the first time (fresh) graduate students unless (a) he/she has discussed with the instructor on the project topic, or (b) he/she has concrete topic for the project topic.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
This is a project-oriented course to learn and experiments in design and implementation techniques of modern computer systems.

Students are requsted to discuss with the instructor on his/her project topics prior to the registration.  The student reports in the past years are available upon request.
授業スケジュール
/Class schedule
In the first few weeks, the related topics will be reviewed using reading materials such as journal/conference papers and magazine articles. Possible topics and tools that can be used for the projects will be introduced during this period. For the rest of the quarter, in addition to the literature study, students will report the progress of their project. Some tools can be used on the workstation provided by the school, but some others will require root access (privileged). Since this is a graduate course, you should have access to the computer in your lab for such tools. The instructor will assist student who have difficulties in using such tools.


教科書
/Textbook(s)
Selected journal and conference papers and magazine articles will be used. No textbook required. However, the following book is recommended as a reference:
COMPUTER ARCHITECTURE, A Quantitative Approach, Fourth Edition.
ISBN-13: 978-0-12-370490-0, ISBN-10: 0-12-370490-1, MORGAN KAUFFMAN .

成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
Grading Scheme and Policies
Project report (60%) + Presentation (20%) + Class Participation (20%) (tentative).


履修上の留意点
/Note for course registration
- Undergraduate Computer Architecture,
and Operating Systems (B or better).

- Proficiency in *nix and C language.


YOU NEED TO DISCUSS YOUR TOPIC WITH THE INSTRUCTOR.
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
The contents of this page are subject to change.
For up to date information, please refer to the following pages
and contact the instructor.


http://www.u-aizu.ac.jp/~hitoshi/COURSES/SCA/
http://cnotice.oslab.biz/

The instructor has  more than five years of industrial experiences as an LSI engineer and Computer Architect at Digital Equipment Corporation, ASTEM RI/Kyoto and HAL Computer Systems.


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  2学期 /Second Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
久田 泰広
担当教員名
/Instructor
久田 泰広
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/15
授業の概要
/Course outline
BipolarとMOSトランジスター アナログ集積回路設計及び解析方法を学びます。サーキット理論、小信号BJT/MOS トランジスターモデル、一個及び数個のトランジスターからなる基本増幅回路の設計及び解析、オペアンプ回路設計及び解析。
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
線形及び低周波数Bipolar/MOSトランジスター アナログ回路設計方法及び解析方法の理解。
授業スケジュール
/Class schedule
1)電気回路理論
2)Bipolarトランジスター、MOSトランジスターの動作領域
3)Bipolar/MOSトランジスター小信号モデル
4)アナログ回路DCバイアス設定
5)シングルステージアンプの設計及び解析
6)マルチステージアンプの設計及び解析
7)差動アンプ
8)オペアンプ設計及び解析
教科書
/Textbook(s)
・"Analysis and Design of Analog Integrated Circuits", Paul R. Gray and Robert G. Meyer, Third edition, John Wiley Publishers.
・"Applied Electronic Devices and Analog ICs", J. Michael McMenamin, Delmar Publishers.
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
レポート(100%)
履修上の留意点
/Note for course registration
学部教育で、半導体工学、集積回路工学等のVLSI設計,電子回路の科目を履修していることがのぞましい。
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
講義のテーマと関連している複数の参考資料を配る。


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  4学期 /Fourth Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
マキシム リズィー
担当教員名
/Instructor
マキシム リズィー
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/28
授業の概要
/Course outline
このコースでは、現代のコンピュータおよび通信システムのための古典およびヘテロ構造量子半導体デバイスの動作の理論および物理を考慮する。
コースは講義とディスカッションセミナーで構成されています。
コースワークレポートは、コース終了時に作成する必要があります(約4ページ)。
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
現代および将来のコンピュータおよび通信システムの要素としての高度な半導体デバイスの物理および動作原理の詳細な理解。
授業スケジュール
/Class schedule
- 半導体材料の電子構造
- キャリア輸送と光電気特性
- 半導体ヘテロ構造およびヘテロ構造デバイス
- オプトエレクトロニクスデバイス
- 量子エレクトロニクスデバイス
- トンネリング半導体装置
- 基本的な半導体技術
教科書
/Textbook(s)
1. Kwok K.Ng "Complete Guide to Semiconductor Devices"
Additional 補助的
2. John G. Webster (editor) "Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering" vol. 8
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
成績評価は、毎週の宿題報告書(30%)とコース報告書(70%)の評価に基づいています。
履修上の留意点
/Note for course registration
要件:
- 半導体デバイス
- 量子力学
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
1. Kwok K.Ng "Complete Guide to Semiconductor Devices"
2. John G. Webster (editor) "Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering" vol. 8


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  前期集中 /1st Semester Intensi
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
齋藤 寛
担当教員名
/Instructor
齋藤 寛, 武井 正彦(Maxell), 堀越 健一
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/02/28
授業の概要
/Course outline
近年のあらゆる装置には見えない形で組込計算機が実装され、知的な装置制御、安全確保、柔軟な人間との対話機能など、装置の高性能化に欠かせない役割を果たしている。この装置組み込みの計算機システムの開発に必要な理論と実装技術の概要を学ぶ。
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
組み込みシステムの開発に必要な理論と実装技術を学ぶ。
授業スケジュール
/Class schedule
以下、11回から12回
担当 外部講師
・要求仕様分析・ソフトウェア設計技法
・リアルタイムOS概要
・リアルタイムシステムのプログラミング技法
・イベントドリブンプログラミング
・プロジェクトマネージメントと品質管理

以下、2回から3回
担当 齋藤
・組み込みシステム設計の概要
・Field programmable gate array
・最近の組み込みシステム設計の話題
教科書
/Textbook(s)
指定なし
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
二つのレポートにより評価します
1.リアルタイムシステム関連 (外部講師)80%
2.最近の組込みシステム関連 (齋藤)20%
履修上の留意点
/Note for course registration
履修は設備の都合で18名までとします。これを超えた場合、担当教員の判断で履修を制限させてもらうことがあります。
*講義は日本語で行います。
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
実務経験あり(堀越、武井):ルネサス勤務時代に、組込みOS・組込みソフトウェアの製品企画・開発に従事。この経験をもとに、組込みソフトウェアの基礎について教授する。

組み込みシステムおよび形式記述・検証に関わる資料
参考図書として下記を推奨いたします。
『図解μITRONによる組込みシステム入門』 価格2,800円(税別) 森北出版社


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  前期集中 /1st Semester Intensi
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
齋藤 寛
担当教員名
/Instructor
齋藤 寛
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/03/06
授業の概要
/Course outline
限られたCPUパフォ-マンス、メモリ容量で高速なレスポンスが必要とされる組込みシステムでは、リアルタイムカーネルというオーバーヘッドの小さいOSが使われている。
本科目では、演習を通し、リアルタイムカーネルを用いたソフトウェア開発の具体的手法を学ぶ。演習の前半ではH8マイコンを用い、後半ではFPGAを用いてソフトウェア開発を行う。
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
本科目は,国内で最も多くのシェアを有するμITRON仕様リアルタイムカーネルについて、サービスコールや内部動作をプログラミング実習で体験的に理解し、リアルタイムプログラミングのスタイルを修得することを目的とする。ターゲットとしてH8マイコンとFPGAのソフトコアCPUに対するプログラムを行うことによって、最終的に少ないリソースで構成された組込みシステムにおいて、ターゲットが変わった場合でも効率良いソフトウェア開発を行うことができるようになる。
授業スケジュール
/Class schedule
以下を14回で行います.
1.C言語による組み込みアプリケーション開発環境の構築
2.リアルタイムオペレーティングシステム
3.タスクの生成と起動
4.周期起床
5.タスクのスケジューリングについて
6.メッセージボックス
7.イベントフラグ
8.割込み
9.セマフォ
10.リアルタイムプログラミング手法について
11.FPGAに対するNiosII(CPUコア)システムの実装
12.NiosIIシステムにおける組込みアプリケーションの構築
教科書
/Textbook(s)
指定なし
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
レポートもしくは演習問題の進捗状況(100%)
履修上の留意点
/Note for course registration
1.FPGAに関する講義(実習)を受けていない方は、事前にシステム構築に関する簡単な知識を習得しておいてください。
2.講義に必要な資料は当日配布します。
3.課題および提出方法は講義最終日にお知らせします。
4.一コマの履修時間は基本的に通常の履修時間に従いますが、進捗状況により多少変動することがあります。

履修は設備の都合で10名までとします。これを超えた場合、担当教員の判断で履修を制限させてもらうことがあります。
*講義は日本語で行います。
参考(授業ホームページ、図書など)
/Reference (course
website, literature, etc.)
実務経験あり(吉田、鈴木、柿崎):福島県の公設試験研究機関であるハイテクプラザに勤務し、組込みシステム、ロボット、AI/IoT関連の研究開発や技術支援に従事してきた。この経験をもとに組み込みソフトウェア工学の基礎について教授する。

1. μITRON4.0仕様 Ver.4.02.00 (社) トロン協会 ITRON仕様検討グループ
  坂村健 監修/高田広章 編
2. その他、配布テキスト


科目一覧へ戻る
開講学期
/Semester
2019年度/Academic Year  1学期 /First Quarter
対象学年
/Course for;
1年 , 2年
単位数
/Credits
2.0
責任者
/Coordinator
齋藤 寛
担当教員名
/Instructor
齋藤 寛
推奨トラック
/Recommended track
履修規程上の先修条件
/Prerequisites

更新日/Last updated on 2019/01/29
授業の概要
/Course outline
半導体微細化技術の向上に伴い,様々な機能を1つのチップ(集積回路)に実現することが一般的となっています.こうしたチップには数千万から数十億規模のトランジスタが集積されており,設計を手で行うことは現実的に不可能です.このため,現在の集積回路設計は,様々なElectronic Design Automation (EDA)ツールによって支援されています.例えば,設計者がアプリケーションをハードウェア記述言語などでモデリングし,設計要求を制約として与えると,EDAツールはそのモデルから要求に合う集積回路を自動で生成してくれます.こうしたことより,集積回路の設計に従事する人は,設計技術の知識が必要不可欠です.
授業の目的と到達目標
/Objectives and attainment
goals
本科目では,C++にハードウェアのクラスを備えたSystemC言語で記載されたアプリケーションの機能モデルから構造モデルまでの合成と検証を学びます.しかし,設計技術の知識だけで実際に設計するということは困難です.そのため本科目では,演習を通じて,スキルの取得を目指します.
授業スケジュール
/Class schedule
1. はじめに
2. 演習課題の説明
3. トランザクションレベル設計と検証のための言語
4. SystemC
5. TLMドリブン設計・検証方法論
6. 演習
7. 高位合成の基礎
8. 高位合成で用いられるアルゴリズム
9. 高位合成ツール
10. 演習
11. 検証の基礎
12. 演習
13. 演習課題の発表
14. 演習課題の発表

演習では、信号処理アルゴリズムなどをSystemCを用いてモデリングし,Cadence社のツールを用いて高位合成,および論理検証を行います.検証後,設計した回路の面積や性能の評価を行います.
教科書
/Textbook(s)
指定なし
成績評価の方法・基準
/Grading method/criteria
発表 (55%) 演習課題 (45%)
履修上の留意点
/Note for course registration
Electronics Design Automation for Digital VLSIs
も一緒に履修することで,アプリケーションの機能モデルからチップ製造前のレイアウト設計までを学ぶことができます.


このページの内容に関するお問い合わせは学生課 教務係までお願いいたします。

お問い合わせ先メールアドレス:sad-aas@u-aizu.ac.jp