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タイトル「2009年度シラバス」、フォルダ「2009年度シラバス?電子・光システム工学科専門科目
シラバスの詳細は以下となります。
科目名 VLSIシステムデザイン概論 
担当教員 橘 昌良 
対象学年 4年  クラス 学部:専門001 
講義室 A105  開講学期 1学期 
曜日・時限 火2,金2  単位区分 選択 
授業形態 一般講義  単位数
準備事項  
備考  
授業の詳細1 授業の目的
 1960年代前半にICが発明されてから今日に至るまでの製造プロセス,設計技術の進歩により,現在では10の9乗のオーダーの素子を1チップに集積したLSIを設計,製造出来るようになっている.このような大規模な集積回路は,それ自体でシステムを構成するために,システムLSIと呼ばれる.本講義では,現在主流となっているCMOSプロセスを用いたLSIについて,設計を行うという観点から,回路形式や設計方法について概説する.
 本講義の目的は,(1)CMOSロジック回路の基本的な動作を理解すること.(2)現在,設計,製造されているLSIをその回路アーキテクチャにより分類し,用途,コストなどにあわせて各種の回路アーキテクチャが存在することを理解すること.(3)大規模なLSIの設計には,設計工程の自動化が不可欠であることを,開発フローと併せて理解すること.(4)論理回路を構成する組み合わせ論理回路と順序回路に関して,一般的に使われる各種の回路の構成を理解することである.
 
授業の詳細2 授業の進め方
 教科書,および,講義の際に配布する資料を利用して講義を行う.講義は教科書に従って進行するように構成しているので,事前に教科書を読み,予習しておくことを奨励する. 
授業の詳細3 講義の達成目標
 本講義の達成目標は以下のとおりである.
(1) CMOSロジックの基本回路(ゲートとフリップフロップ)の動作を理解すること.
(2) LSIの回路アーキテクチャによる分類
(3) LSIの設計には自動化ツールが必須であり,現在のLSIはこのようなツールを組み合わせながら設計されていることを理解すること.
(4) 論理回路の記述のためにHDL(Hardware Description Language)用いられ,プログラムを書くように論理設計が出来ることを理解する.
(5) 論理回路を構成する組み合わせ論理回路と順序回路に関して,一般的に使われる各種の回路の構成を理解し,設計できること.
 
授業の詳細4 授業計画
1.?3.本講義の進め方を解説した後,CMOSロジック回路に関する講義を行う.ここでは,MOSトランジスタの基本的特性から,インバータ,論理ゲート,F/Fの動作について解説を行う.また,CMOSロジック回路における信号伝搬遅延,および,消費電力に附いても講義する.
4.ロジックLSIをその回路アーキテクチャにより分類し,その特徴や利用分野について解説を行う.
5.?7.LSI設計における設計自動化の方法について解説した後,論理回路記述のためのHDL,とくにVHDLに関して記述方法とその(論理回路としての)動作に関して講義する.
8.1.から7.の範囲について試験を行う.
9.-10.システムLSIで使用される各種の組み合わせ論理回路(デコーダ,エンコーダ,マルチプレクサ,コンパレータ,加減算器,乗算器など)について解説した後,これらをVHDLで記述し,回路記号で設計する場合との差を論じる.
11.-12.システムLSIで用いられるF/Fや各種の順序回路(カウンタ,シフトレジスタ,FSM)について解説した後,これらをVHDLで記述し,回路記号で設計する場合との差を論じる.さらに,メモリに関してVHDLを使用してモデル記述をおこう.
13.-14. LSI開発のフローを設計自動化のためのツールのカンテからまとめ解説を行う.
15. 9.-14.の範囲について試験を行う.
 
授業の詳細5 成績評価
2回の試験の結果,小テスト,演習課題の結果の合計により成績を評価する.
 AA:すべての達成目標を達成したと評価できる場合.
 A:達成目標の(1)から(4)を達成し,(5)に関しては回路に関する理解が出来ていると評価できる場合.
 B:達成目標の(1)から(4)を達成したと評価できる場合.
 C:達成目標の(1)から(3)を達成したと評価できる場合.
 
授業の詳細6 テキスト
「LSI設計の基礎技術」桜井 至,テクノプレス
参考図書
「VLSI工学―基礎・設計編―」電子情報通信学会編 コロナ社
「VLSI工学―製造プロセス編―」電子情報通信学会編 コロナ社
 
授業の詳細7  履修の前提となる科目:
論理設計,デジタル集積回路
 履修前の受講が望ましい科目:
計算機アーキテクチャ
 
授業の詳細8  
授業の詳細9  
授業の詳細10  


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