Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
32088:Electronic and Computer Engineering Laboratory 2 (6T) 2023 Fall Wed4-5 College of Science and Engineering OKURA SHUNSUKE、OGURA TAKESHI、KUMAKI TAKESHI、SAHO KENSHI、SHIRAHATA MASAYOSHI、NAKAYAMA RYOHEI、HIZUKURI AKIYOSHI、FUJITA TOMOHIRO、FUJINO TAKESHI 2

Campus

BKC

Class Venue

BKC

Language

Japanese

Course Outline and Method

半導体デバイス、画像・映像処理、RTL設計とFPGAへの実装の3つの実験を通して、集積回路設計、ソフトウェア設計にかかわる、基本的知識を定着させるとともに応用力を養う.
具体的には、以下の3項の実験を行う.
(A) MOSトランジスタとオペアンプの基本特性を、シミュレーションと実験を通じて理解する.
(B) ハードウェア記述言語Verilog-HDLを用いた演算器の設計とFPGAへの実装を通じてHDL設計の基本を理解する.
(C) C言語による画像・映像処理のプログラミングにより、ソフトウェア設計の基本を理解する.

(注意) BCPレベル 3~4の場合は,"ZOOMによる実験"と"対面による実験"を併用して行います.
各自,実験日はどのように行うかを事前に確認しておくこと.
また,ZOOMを接続できるWindowsパソコンを用意しておくこと.
詳細は各実験担当教員の指示に従うこと.

Student Attainment Objectives

・集積回路設計関連技術の基礎を理解できる.
・集積回路設計,ソフトウェア設計に係わる基礎的実験の立案、実施ができる.
・技術資料としての実験レポートを執筆できる.

Recommended Preparatory Course

本実験の前に開講されるすべての科目

Course Schedule

Lecture/Instructor(When there are multiple instructors) Theme
Keyword, References and Supplementary Information

※下記の授業スケジュールは、BCPレベル1~2を想定して記載しています

1

講義「実験概要、機器の扱い方、レポートの書き方」

BCPレベル3-4の場合は,ZOOMによるオンラインガイダンスとする

2

(A) MOSトランジスタのSPICEシミュレーション

- 集積回路を構成するMOSトランジスタ単体の基本特性をシミュレーションにより理解する
- 回路設計に用いるSPICEシミュレータによる基本的なDC解析を行う
- BCPレベル3-4の場合はZOOMを用いたオンラインによる実験とする

3

(A) MOSトランジスタの特性測定実験

- 集積回路を構成するMOSトランジスタの基本特性を測定実験を通じて理解し、シミュレーション結果を実機評価結果の差異を検討する
- 安定化電源、計測電源、波形発生器、オシロスコープ、マルチメータを用いてMOSトランジスタを測定する
- BCPレベル3-4の場合でも対面実験とする

4

(A) オペアンプのSPICEシミュレーション

- アナログ集積回路の一例として、オペアンプの基本特性および応用例をシミュレーションにより理解する
- 回路設計に用いるSPICEシミュレータによる基本的な過渡解析を行う
- BCPレベル3-4の場合はZOOMを用いたオンラインによる実験とする

5

(A) オペアンプの特性測定実験

- アナログ集積回路の一例として、オペアンプの基本特性を測定実験を通じて理解し、シミュレーション結果を実機評価結果の差異を検討する
- ブレッドボード上にオペアンプ用いた機能回路を実装する
- 安定化電源、波形発生器、オシロスコープ、マルチメータを用いてオペアンプ回路を測定する
- BCPレベル3-4の場合でも対面実験とする

6

(B)RTL設計と検証

BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンラインによる実験とする.

7

(B)演算器回路

BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンラインによる実験とする.

8

(B)論理合成とFPGA実装,もしくは発展課題

クラスをグループ1,グループ2に分け,以下の通り実験を行う.
・グループ1: 対面によるFPGA実装.
・グループ2: BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンライン実験.

9

(B)論理合成とFPGA実装,もしくは発展課題

クラスをグループ1,グループ2に分け,以下の通り実験を行う.
・グループ1: BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンライン実験.
・グループ2: 対面によるFPGA実装.

10

(C)実験環境の説明、RGB-YUV変換、画像のフィルタリング

・画像を構成する色要素を実験により視覚的に理解
・色要素の構成を変えると画像がどのように変化するか理解
・フィルタリング処理を実験を通して視覚的に理解
・フィルタ係数を変えると画像がどのように変化するか理解
BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンラインによる実験とする.

11

(C)動画差分処理(映像処理)

・動画像はどのように処理されているか実験により理解
・動きの大きい箇所を示す方法を理解
BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンラインによる実験とする.

12

(C)画像の圧縮

・高圧縮に向いた「ベクトル符号化方式」について理解
・データ量削減に伴って画像が劣化することを視覚的に理解
BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンラインによる実験とする.

13

(C)電子透かし

・コンテンツ保護の1つである電子透かしを視覚的に理解
・埋め込み画像の埋め込み強度に伴い画像が変化することを理解
BCPレベル3-4の場合は,ZOOMを用いたオンラインによる実験とする.

14

レポート指導または口頭諮問/再実験

15

レポート最終提出・指導

Class Format

BCP停止の場合は、BCPレベル0~2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

【BCPレベル1の場合 / In the case of BCP level 1】
 全15回を対⾯にて実施
【BCPレベル2の場合 / In the case of BCP level 2】
 全15回を対⾯にて実施
【BCPレベル3~4の場合 / In the case of BCP level 3-4】
 第2回〜13回のうち3回を対⾯にて実施し,それ以外はwebで実施
  ※対面授業の該当回はグループ毎に異なる

Recommendations for Private Study

授業開始後,すぐに実験に取り掛かれるよう,あらかじめテキストを読んでおくこと.

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 0

Report Examination
(A report to be submitted by the unified deadline)
0

Exams and/or Reports other than those stated above, and Continuous Assessment 
(Evaluation of Everyday Performance in Class)
100

3種類の実験でそれぞれ提出が義務付けられているレポートにより成績評価を行う.すべてのレポートが提出されない場合,不合格とする.

Grade Evaluation Method (Note)

- 実験レポートの提出方法は各テーマごとに指示する.
- 実験に出席できない場合,担当教員に事前連絡すること.
- 本実験は12回中8回以上(ただし各テーマごと4回中2回以上)の出席を必須とする.
- 遅刻(途中退席)2回で欠席1回とみなす.
- 出席要件を満たさない場合には不合格とする.

Advice to Students on Study and Research Methods

Textbooks

Textbooks (Frequency of Use, Note)

Reference Books

Reference Books (Frequency of Use, Note)

Web Pages for Reference

How to Communicate with the Instructor In and Out of Class(Including Instructor Contact Information)

Talk with Students,Other (Separate instructions will be provided)

Other Comments

実験は全15回開催し,1回目は実験ガイダンス,本実験日は12回(各テーマ4回ずつ),残りの2回はレポート提出の指導時間および再実験時間とする.実験の順序は班単位で入れ替わるので,必ずしも上記順序で実施されるとは限らない.
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/