知能処理集積回路（集積回路工学）

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

知能処理集積回路（集積回路工学）

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Intelligent Processing Integrated Circui

授業コード　Class code

994361K

科目番号　Course number

43ELELD305

教員名

河原　尊之

Instructor

Takayuki Kawahara

開講年度学期

2024年度後期

Year/Semester

2024/Second semester

曜日時限

木曜2限

Class hours

Thursday 2nd Period

開講学科・専攻　Department

工学部　電気工学科

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering

単位数　Course credit

2.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

-

授業の主な実施形態　Main class format

⑧ [遠隔]オンライン授業（非同期）/ [Remote]Online (asynchronized remote)

概要　Description

CMOS集積回路の基礎を説明した後、その回路設計、レイアウト設計、低電力設計について具体的に学び、これらを元に人工知能チップを理解する。

目的　Objectives

CMOS技術を用いた半導体集積回路の基本を理解すると共に、LSIチップの回路設計およびレイアウト設計の手法を修得し、人工知能チップへ展開できる基礎を習得する。

到達目標　Outcomes

１．CMOS技術による集積回路の基礎について説明できるようになる。
２．様々な回路設計方法があることを理解し、具体的に議論ができるようになる。
３．メモリ回路や低電力回路の設計について、具体的に議論ができるようになる。
４．人工知能ＬＳＩの設計について、具体的に議論ができるようになる。

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/

履修上の注意　Course notes prerequisites

電子回路１及び２を修得していることが望ましい。

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／プレゼンテーション　Presentation

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準備学習・復習　Preparation and review

各回の授業前に、指定した教科書の該当箇所を事前に読んでおくこと。各回の授業後に、「授業計画」欄に記載した復習項目について行うこと。

成績評価方法　Performance grading policy

中間試験20%，期末試験80%により評価する。
共に対面で実施する。

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

Y

書誌情報　Bibliographic information

１．宇佐美公良著、「FPGA時代に学ぶ集積回路のしくみ」、コロナ社
２．未定、コロナ社

MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

浅田　邦博著、「集積回路設計」、コロナ社
國枝博昭著、「集積回路設計入門」、コロナ社
その他、授業中に紹介する

授業計画　Class plan

・毎回演習をLETUSで提出のこと
・第４回と第１２回おいて演習結果発表を遠隔で行う(具体方法はLETUSで指示する)
・第８回中間まとめと第１５回まとめは対面で行う

１．集積回路概略　　集積回路の回路規模、用途及びその発展の道筋について理解する。
　　
２．スイッチ素子　　MOSの構造と動作について理解する。

３．CMOS組合せ回路　　CMOS論理ゲート回路とそのレイアウトについて理解する。

４．集積回路の製造方法　　一連の集積回路の製造方法について理解する。

５．集積回路の動作速度　　集積回路動作のクリティカルパスやばらつきについて理解する。

６．CMOS回路の遅延時間　　CMOSインバータの遅延時間を中心に集積回路の動作速度について理解する。

７．伝送ゲート及びCMOS記憶回路　ラッチ回路やＦＦ、ＳＲＡＭについて理解する。

８．中間まとめ　これまでの内容を纏め試験により評価する。

９．集積回路のタイミング設計　同期回路とタイミング設計について理解する。

１０．集積回路の設計フローと低消費電力設計　　消費電力の破綻とその低減方法について理解する。

１１．FPGAとそのしくみ　　内部構造としくみについて理解する。
　　
１２．Verilog HDLとRTL記述　　Verilog HDLによる設計手順を理解する。。

１３．ニューロン回路と人工知能ＬＳＩ　　近年開発が盛んな人工知能用ＬＳＩについて理解する。

１４．イジングマシン　　人工知能ＬＳＩの例としてイジングマシンの構成を理解する。

１５．まとめ　　集積回路の特徴と設計手法の理解度を試験により評価する。

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

会社員(集積回路の設計に２９年間携わった経験から各内容を取り扱う）

教育用ソフトウェア　Educational software

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備考　Remarks

授業でのBYOD PCの利用有無　Whether or not students may use BYOD PCs in class

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授業での仮想PCの利用有無　Whether or not students may use a virtual PC in class

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シラバス情報