Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
33973:Electronic and Computer Engineering Laboratory 2 (6T) 2024 Fall Wed4-5 College　of　Science　and　Engineering OKURA SHUNSUKE、OGURA TAKESHI、KUMAKI TAKESHI、SHIRAHATA MASAYOSHI、NAKAYAMA RYOHEI、HIZUKURI AKIYOSHI、FUJINO TAKESHI、MENG LIN 2

Campus

BKC

Class Venue

BKC

Language

日本語

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．

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
1

講義「実験概要、機器の扱い方、レポートの書き方」

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

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

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

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

6

(B) ハーフアダーとフルアダーの設計，及び動作検証

- 4ビットバイナリアップカウンタを例題に，設計環境と論理シミュレーションの方法を理解する．
- ハーフアダーとフルアダーを設計し，論理シミュレーションで動作を検証する．

7

(B) 4ビット加算器の設計，及び動作検証

- 4ビット2進加算器を設計し，論理シミュレーションで動作を検証する．
- 4ビットBCD加算器を設計し，論理シミュレーションで動作を検証する．

8

(B) 1桁加減算器の設計，及び動作検証

- 1桁数値の加減算回路を設計し，論理シミュレーションで動作を検証する．

9

(B) 1桁加減算器のFPGA実装，発展課題

- 1桁数値の加減算回路をFPGAに実装して，実機で動作を検証する．
- 発展課題に取り組む．

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

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

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

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

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

 対面で実施

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，および実験への取り組み方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/