KANAZAWA UNIVERSITY Syllabus
工学部 Faculty of Technology > 情報システム工学科 Department of Information and Systems Engineering
授業科目名[英文名] / 
Course Title
集積回路設計及び演習[VLSI Design & Practice]  
担当教員名[ローマ字表記] / 
Instructor
深山 正幸 [MIYAMA, Masayuki]、 秋田 純一 [AKITA, Junichi]
科目ナンバー / 
Numbering Code
  科目ナンバリングとは
Course Numbering Systems
時間割番号 / 
Course Number
06355  科目区分 / 
Category
選択 
講義形態 / 
Lecture Form
  対象学生 / 
Assigned Year
4年  
適正人数 / 
Class Size
    開講学期 / 
Semester
前期
Q1・Q2  
曜日・時限 / 
Day ・Period
木曜・1限
Thursday・1st Period
 
単位数 / 
Credit
キーワード / 
Keywords
VLSI,ハードウェア記述言語,CAD,FPGA,CPU,ディジタル回路,データパス,制御回路,RTL  

授業の主題 / Topic
 
授業の目標 / Objective
集積回路技術の進歩は大規模電子システムを小さな半導体チップ上に実装することを可能にした。今やIT社会を支えるあらゆる情報通信機器の主要な機能はVLSIで実現されていると言ってよい。これらの高度な機器(ハードウェアとソフトウェアから成るシステム)を実現するにはVLSI設計の知識が必須である。そこで、本講義ではVLSI上に大規模かつ複雑な電子システムを実現するための設計技術を説明する。演習ではハードウェア記述言語と最新CADツールを用いてVLSI上に8ビットCPUを設計する。
学生の学習目標 / Learning Outcomes
1.データパスと制御回路の設計法を理解し、大規模ディジタル回路のRTL設計ができること。
2.ハードウェア記述言語の文法と意味を理解し、RTL回路の記述ができること。
3.HDLシミュレータ、論理合成などのCADを使用して所望の論理回路を実現できること。
4.VLSI(FPGAやスタンダードセル)の構造と特徴および設計手法について理解し、説明できること。
5.パイプライン化、バス・演算器の並列化等によるハードウェアの高性能化設計について理解し、説明できること。
授業の概要 / Outline
1.HDL設計概要(1回)…4ビット加算器の論理回路とHDLとの対応をとりながらHDLの概要を説明する。
2.HDLの構文と意味(2回)…ディジタル回路とテストベンチの記述に必要なHDLの構文と意味について説明する。CAD演習を1回行う。
3.HDLによるRTL回路の記述(1回)…タイマ回路を例として、データパスと制御回路の設計法とそのHDLによる記述法を説明する。
4.検証、論理合成技術(3回)…テストベンチの効率的なHDL記述法と、論理合成ツールの効果的な利用法について説明する。
5.中間試験(1回)
6.8ビットCPU“kin8”のHDL設計(2回)…HDL設計の具体例として簡単な8ビットCPU“kin8”(金沢大学8ビットCPU,略して金8)の仕様設計(命令セット設計)、データパス設計、制御回路設計について説明する。そして設計した”kin8”をHDLでどのように記述するか解説する。
7.VLSI実装(3回)…HDLで記述した回路をFPGA(Field Programmable Gate Array)やスタンダードセルと呼ばれるVLSI上に実装するまでのレイアウト設計を含めた設計手順について説明する。さらに自動配置配線アルゴリズムとレイアウト検証および消費電力削減手法について説明する。CAD演習を1回行う。
8.高性能化設計(1回)…データパスのパイプライン化、積和演算回路の付加等を行い、kin8の高性能化を図る。
9.期末試験(1回)
評価の方法 / Grading Method
 
評価の割合 / Grading Rate
授業には、3分の2以上の出席を必要とする。  %  
小テスト 10 %  
中間試験 30 %  
学期末試験 30 %  
レポート 30 %  
 
テキスト・教材・参考書等 / Teaching Materials
●図書館検索ページへのリンク / The search page on the website of Kanazawa Univ. Library

HDLによるVLSI設計,共立出版,深山,北川,秋田,鈴木著

書籍の詳細情報を閲覧できます。
教科書:
HDLによるVLSI設計
その他履修上の注意事項や学習上の助言 / Others
毎回,宿題を出すので,授業の感想・質問とともにメールで回答すること。
オフィスアワー等(学生からの質問への対応方法等) / Consultation Time
電子メール(E-mail:miyama@t.kanazawa-u.ac.jp)での質問を受け付ける。宿題回答例をアカンサス・ポータルに記載する。
履修条件 / Prerequisites
 
適正人数と受講者の調整方法 / Method for adjusting class size
 
関連科目 / Related Courses
カリキュラムの中の位置づけ(関連科目、履修条件等) / Relations with the Other Courses in the Curriculum
集積回路工学のみならず,論理回路,計算機アーキテクチャ,計算機言語の知識も必要なので,それらの科目についても履修しておくことが望まれる。関連する教育目標の項目:(G),(H),(J)。
特記事項 / Special note
 
▲ページの先頭へ
Top of page
873
担当部署:金沢大学・学生部・学務課
Kanazawa University Student Affairs Department, Student Affairs Division