論理設計学

http://www.hpc.is.uec.ac.jp/miwa_lab/teaching-jp.html

(a)主題:
今日、コンピュータはもちろんのこと、電卓、時計、ケータイやスマートフォン、カメラ、家電機器、自販機、自動車の制御機器など身の回りの多くの製品や機器にロジック(論理)ICが組み込まれている。このような、ディジタル機器の機能は、1と0の2値の論理により構成されている。本授業では、ディジタル機器が、具体的にどのような原理に基づいて動作しているのか、どのような構造になっているか、また、トランジスタ等の素子を組み合わせて目的とする機能を実現するためにどのような手法があるのかを学ぶ。

(b)達成目標:
(1)コンピュータの基本的な原理・動作を具体的にイメージできる。
(2)単純なディジタル回路の動作を論理素子のレベルで理解できる。
(3)簡易な機能のディジタル回路を設計できる。

なし

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C. H. Roth Jr., L. L. Kinney and E. B. John著, 佐藤証, 三輪忍, 吉永努訳, 「ロス・キニー 論理回路」, 東京化学同人, 2021

(a)授業内容:
第 1回 記数法
第 2回 ブール代数その1(基本, 公理, 定理)
第 3回 ブール代数その2(特殊な演算, 論理式の簡単化と検証)
第 4回 ブール代数の応用(論理ゲート, 論理関数の設計, 最小項/最大項展開, 不完全定義関数, 加算器と減算器)
第 5回 カルノー図
第 6回 クワイン・マクラスキー法
第 7回 多段ゲート回路
第 8回 組合せ回路の設計
第 9回 マルチプレクサとデコーダ
第10回 ラッチとフリップフロップ
第11回 レジスタとカウンタ
第12回 順序回路の解析
第13回 状態図と状態表の導出
第14回 状態表の削減と状態割り当て
第15回 論理回路の設計

(b)授業の進め方:
英語タイプII(Cb)により講義を実施する。スライドを用いて内容を説明する。講義以外に演習および宿題を課すことがある。講義の順序・内容は、学習の進行状況により変わることがある。

各回の授業は、それ以前の授業内容を理解していることが前提となるため、十分復習をしておくこと。

(a)成績評価方法
出席、中間レポート、期末レポートの結果により総合的に評価する。

(b)評価基準
(1)コンピュータの基本的な原理・動作を具体的にイメージできる。
(2)単純なディジタル回路の動作を論理素子のレベルで理解できる。
(3)簡易な機能のディジタル回路を設計できる。

事前にE-Mailで予約をとること。

「論理回路」は、これからのIT社会を支えるさまざまなディジタル機器やシステムを実現するための基礎となる技術であり、ハードウェア技術者を目指す人のみならず、ソフトウェア技術者を目指す人であってもシステムの動作原理を理解し発展させるためには、ディジタル回路の基本を理解しておく必要がある。授業内容をひとつずつ理解していけば、難しい内容ではない。授業で理解できない場合は、オフィスアワーに聞きにくることを薦める。

なし