論理システム実験 [GB13106]

Logic System Laboratory
【対象】2年次 【講義室】3C113(1〜2週のみ3C304) 【曜時限】秋AB学期 木曜 345 限 【単位数】1.5単位
【担当教員】山口佳樹,朴泰祐,和田耕一

概要

実験を通してハードウェア記述言語を用いた実用的な論理回路システムの設計について学ぶ。実験では、各自1式ずつの試作システム(FPGA を実装した回路基板+ステレオカメラモジュール)を利用し、画像処理システムにおける回路設計から実機動作までを通した一貫した知識・経験の習得を目指す。製作に用いる機器は、各個人に実験期間中貸与する。第1週にガイダンスを行うが、これに欠席したものは特別の事情がない限り本実験を履修できない。

FPGA ボード(貸出機材) 出力デバイス製作(1週程度) 回路設計・シミュレーション

学習・教育目標

実機を用いた設計/実装を通して、これまでに学んだ論理回路をシステムとして設計/実装する手法を学ぶ。

題材である画像処理システムにはカウンタ・バス制御・メモリ制御・論理演算・数値演算などが含まれ、これまでに学習してきた知識を利用してシステムを自力で設計することが求められる課題となっている。与えられた仕様を確認し、ハードウェア記述言語を用いて設計/シミュレーション/実装/動作確認までを行う。以上により、論理回路の系統的設計法を習得すると同時に、実用システムの設計から動作確認までを全て独力で行い、各個人の論理回路に関する一貫した知識・スキルを深め習得することが目標である。

画像変換とその出力方法の学習 様々なフィルタ回路の実装(リアルタイム動画処理)

時間割

授業計画
第1-2週ガイダンス、FPGA/CAD ツールの使い方、電子工作など
第3-5週ストップウォッチの設計と実装、論理回路の復習、出力回路の調整など
第6-8週動画像処理回路の設計と実装、フィルタの実装、並列処理による高速化など
第9-10週自由課題(フィルタ、認識処理などを自由に設計・実装する。)

教材

論理システム実験テキスト(約100ページ)(要約版(6MB)

参考書籍

情報科学類科目:「論理回路」テキスト(相磯秀夫 監修、天野英晴、武藤佳恭 共著、”だれにもわかる ディジタル回路”(改訂3版) オーム社発行)

予備知識・前提条件

情報科学類開設科目:「論理回路」および「論理回路実験」を修得していること。また「論理システム」を修得していることが望ましい。

成績評価

成績は出席状況・実験結果・レポートによって評価する。 第10週の自由課題が終了し、製作したシステムが仕様通りに動作することを立会い検査によって確認した上で、実験の終了とみなす。 単位の修得には以下の要素が必須である(どれか一つが欠けても単位の修得はできい)。

講義のWebページ

論理システム実験(認証付き学内用ページ)