２００４年度　 SoC設計技術C−組込ＳＷ編−(STARC寄附講座)
授業計画
対象：電気４年以上、通信３年以上、情報３年以上、及び大学院理工学研究科

最新情報

２００４．１０．０８　
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「SoC設計技術B」、「SoC設計技術C」の修了証を以下のように配布し
ます。単位取得者は該当する箇所に受け取りに来てください。

電気・情報生命専攻、電気電子情報工学科：55号館N棟2階連絡事務室
情報学科：配属先の研究室経由で渡します。なお、未配属の学生は情報連絡事務室で受け取ってください。
電子・情報通信学科3年生：10月22日の配属調整時に渡します。
その他：柳澤研究室
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２００４．７．２９　最終版の課題提出状況を掲載しました。

２００４．７．１３　出席状況及び課題提出状況を更新しました。本日の課題は無し。
　　　　　　　　　　これまでの全てのレポートの最終提出期限は７月２０日（火）正午です。

２００４．７．６　本日の課題を掲載しました。出席状況及び課題提出状況を更新しました。

２００４．７．２　９月実習セミナー（9/13〜18）（Cコース専用）受講希望者全員が受講できることに決定しました

２００４．６．２９　本日の課題を掲載しました。出席状況を更新しました。
２００４．６．２２　課題提出状況を更新しました。
２００４．６．１４　本日の課題を掲載しました。出席状況を更新しました。
２００４．６．０８　出席状況を更新しました。
２００４．６．０４　９月実習セミナー(9/13-18)（Cコース専用）受講者募集開始−締切６月末日

２００４．６．０１　課題提出状況を更新しました。
２００４．５．２６　０６：３０昨日掲載した課題に不足がありましたので更新しました。
２００４．５．２５　本日の課題と出席状況及び課題提出状況を更新しました。
２００４．５．１８　本日の課題と出席状況及び課題提出状況を更新しました。
２００４．５．１３　５／２５と６／１の講義日程が変更になりましたので注意してください。５／２５は講義を実施し、６／１が休講になります。
２００４．５．１１　出席状況及び課題提出状況を更新しました。
２００４．５．１１　出席状況及び課題提出状況を掲載しました。万一誤りがある場合には、こちらまで連絡を下さい。
２００４．４．２８　次回５月１８日は３章のテキスト（配布済）を持参してください。
２００４．４．２１　昨日の課題を掲載しました。
２００４．４．１５　定員に余裕があるため、学部及び大学院の追加登録により登録を受け付けます。詳細は、www.sci.waseda.ac.jpから科目登録の案内を参照してください。
２００４．４．０５　本科目は抽選対象科目です。定員（２４０名）を超えた場合、抽選となります。このため、科目登録期間が一般の登録と異なりますので注意してください。詳細は、理工学部ホームページの科目登録情報を参照してください。
２００４．４．０５　本ページを開設

授業日程（火曜４，５限　５６−１０３）　２００２．４〜２００２．７　
＋　オプション：セミナー（９月１３〜１８日（予定））

以下に授業の進め方の目安を示します。 なお、それぞれの回の内容は多少変わる可能性があります。 また、今後、以下の内容が変更される場合もあります。 なお、実際の授業の進捗状況によって、各回の授業内容が変わることもあ りますが、その場合には、実際の授業を優先させます。 
日付 連絡事項 ４限 ５限
４月１３日 SoC設計技術Bを履修していなくて、SoC設計技術Cのみを今年度履修する皆さんは、１３日の以下の講義にも参加しましょう。
１３：３０〜１４：３０
「STARC寄附講座設置について−SoC設計技術の必要性」竹本先生を開催します。
４限（１４：４０〜１６：１０）
「あらゆるところに使われているSoC」風見先生を開催します。		 休講
４月２０日 C1章　星先生
「マイクロプロセッサの歴史と組込みシステム」
1.1. マイクロプセッサとマイコンの歴史
1.2. 初期のマイクロプロセッサの開発ツール
1.3. 組込みシステムとは?
1.4. 事例紹介：自動車内における組込みシステム
1.5. 組込みソフトウェア開発の特性		 C2章　星先生
「組込み用OSの種類と組込み用ソフトウェアの現状」
2.1. 組込みソフトウェア開発に必要なハードウェア知識
2.2. 組込みシステムで用いられるプログラム言語と種類
2.3. マイクロプロセッサ用OSの種類と特徴
2.4. 肥大化、複雑化するソフトウェア
2.5. ソフトウェア資産活用のために職人芸からの脱皮
４月２７日 C3章　風見先生
「リアルタイムプログラミング」
3.1. プログラム構造
3.3. リアルタイム処理(実時間処理)とは?
3.3. リアルタイムスケジューリングに関する概念
3.4. リアルタイムスケジューリング理論
3.5. QoS制御
５月１１日 休講
５月１８日 第３章のテキストも持参のこと。 C4章　風見先生
「リアルタイムOS」
4.1. オペレーティングシステム(OS) の役割
4.4. マルチタスクの機構
4.4. リアルタイムOSの種類
4.4. リアルタイムOS仕様の標準化
 C4章　風見先生
4.5. リアルタイムOSを用いたソフトウェア開発の流れ
4.6. リアルタイムカーネルの機能解説
５月２５日
（注意：講義実施します）		 C5章　中村先生
「組込みLinuxカーネルの概要」
5.1 組込みLinux概要
5.2 プロセス
5.3 スレッド
5.4 割り込み処理		 C5章　中村先生
5.4 割り込み処理
5.5 簡易デバイスハンドリング
5.6 RTOSから組込みLinuxへ
６月０１日
（注意：講義は休講です）		 休講
６月０８日 C6章　小林先生
「ITRONのデバイス・ドライバ」
6.1. デバイスドライバとは　　　　　
6.2. デバイスドライバ・ガイドライン 　　　
6.3. デバイスドライバの基本構成
6.4. ノンブロッキングコール
6.5. デバイスドライバの実装例
６月１５日 C7章　中村先生
「Linuxのデバイス・ドライバ」
7.1 Linuxデバイスドライバの概要
7.2 ITRONとLinuxにおけるデバイスドライバの違い
7.3 Linuxデバイスドライバの構造
7.4 Linuxデバイスドライバの詳細
7.5 Linuxデバイスドライバの作成例		 C8章　星先生
「開発ツールと開発環境」
8.1. 開発時間を縮めるアプローチ
　製品の開発時間増大の要因
　開発時間を短縮するためのアプローチ
　開発プロセスによる開発の分類
8.2. 組込みソフトウェアの開発ツール
　組込みソフトウェアのデバッグ環境
　組込みソフトウェアの開発ツールの変移
　ICE、ROMエミュレータ、JTAG
　セルフ環境とクロス環境
8.3. 統合開発環境IDE
　実際の開発環境例
　タイミング測定
６月２２日 休講
６月２９日 C9章　平山先生
「開発手法／検証／テスト」
9.1. 組込みソフト開発の位置付けと開発プロセス
9.1.1.　システム開発とソフトウェア開発
9.1.2. ソフトウェア開発の上流工程
9.1.3. ソフトウェアの品質確保-V&V
9.2. 組込みソフトウェア開発の上流工程
9.2.1. 上流工程の必要性
9.2.2. 要求分析とプロトタイピング
9.2.3. アーキテクチャ設計
9.2.4. 組込みソフトウェアの設計手法
9.2.5. オブジェクト指向とUML		 C9章　平山先生
9.3. 部品化再利用とコンポーネントウェア
9.3.1. ソフトウェアの再利用と進化型開発
9.3.2. ソフトウェア部品とコードクローン
9.3.3. コンポーネントウェア
9.4. テスト・検証技術
9.4.1. 組込みソフトウェアの検証・テストの流れ
9.4.2. 仕様検証
9.4.3. 単体・結合テスト
9.4.4. システムテスト
9.4.5. 不具合情報の共有
9.5. 品質の可視化と定量評価
9.5.1. 品質特性モデルとメトリクス
9.5.2. 品質メトリクスの利用
9.6. ソフトウェア開発に関するトピックス
9.6.1. クリーンルーム手法
9.6.2. eXtreme Programming
７月０６日 C10章　新井先生
「チューニンク（性能解析と最適化）」
10.1. こんなに違うプログラム性能
10.2. チューニングとは？
10.3. チューニングの対象
10.4. チューニングのスコープ
10.5. チューニングの方針
10.6. チューニングの手順
10.7. 設計工程とチューニング
10.8. ハードウエアアーキテクチャに合わせたチューニング
10.9. プロセッサの概要
10.10. プロセッサに合わせたチューニング
10.11. メモリシステムの概要
10.12. キャッシュに合わせたチューニング
10.13. メモリに合わせたチューニング		 C11章　竹山先生
「実際の開発事例」
11.1 現場で考慮しなければならないこと
　考慮する項目/ターゲット市場/製品の仕様/開発コスト/目標原価
　開発スケジュール/システム設計/開発ツールと開発環境/品質の確保
　開発のマネージメント
11.2 開発事例：デジタルカメラの開発
　カメラのコンセプト/ボード/システム構成/HW/SW/SWシステム
　 フラッシュカードのサポート/プロセッサのアーキテクチャの活用
　使用するメモリとJPEG処理時間/JPEGアルゴリズムチューニング
　CPUアーキテクチャの考慮/メモリアロケーション
　参考資料：デジタルカメラの基礎知識
　参1.マルチメディアテクノロジ
　参2.JPEGとは
７月１３日 C12章　枝廣先生
「マルチプロセッサ」
12.1. PCと組み込みの違い／プロセッサ要件
12.2. マルチプロセッサの必要性
12.3. マルチプロセッサの事例紹介
12.4. マルチプロセッサの長所と短所
12.5. マルチプロセッサにおける同期、通信
12.6. マルチプロセッサにおけるソフトウェア環境
12.7. 将来のモデル

集中セミナー（受講は希望者：ただし、修了証には受講有無が記載されるので注意）
−実施時間帯は別途連絡−
題材：未定
９月１３日〜９月１８日に実施予定


課題
 
出題日
 先生
 課題内容
４／２０ 星 「第1章マイクロプロセッサの歴史と組込みシステム」46ページ
演習問題 1
及び
システム設計編（Cコース）
「第2章組込み用OSの種類と組込み用ソフトウェアの現状」56ページ
演習問題 3 *解答の導出過程を記述すること
５／１８ 風見 「第4章リアルタイムOS2」51ページ
第4章演習問題1
５／２５ 中村 「第5章組み込みLinuxカーネルの概要2」
35ページ　演習問題
「第5章組み込みLinuxカーネルの概要1」
66ページ　演習問題
６／１５ 中村・
星		 「第7章 Linuxのデバイスドライバ(中村先生)」
演習問題2 p.53
「第8章 開発ツールと開発環境(星先生)」
演習問題2 p.49
上記２問を１通のレポートとして提出のこと。
６／２９ 平山 「第9章 開発手法/検証/テスト2(平山先生)」
演習問題9-1 p.49
７／６ 新井 「第10章 チューニング(性能解析と最適化)」
演習問題1,2 pp.41



講義に関するその他の情報


本講義の概要

　本講座はSTARC寄附講座であり(*)、電気４年、通信３年、情報３年、及び理工学研究科に設置されている。本講座では、高度情報化社会で重要な役割を果たすマルチメディア信号処理を核とする情報端末システムのハードウェア開発者ばかりか、システム開発者、ソフトウェア開発者を目指す人達のために、最適なシステムソリューションを追求するための方法論を論じ、複雑さに屈しない思考力と洞察力を修得することを目指す。
　「SoC設計技術A」では、チップ上でのシステム構築における高位設計手法、「SoC設計技術B」では、画像圧縮等、より実践的なシステムに密着した実装設計手法に関する基礎知識を修得する。講師は、授業計画に示す各章毎に、当該分野の最先端で活躍されている人を起用している。なお、単位取得者には半導体理工学研究センターより修了証が授与される予定。

*（株）半導体理工学研究センター（Semiconductor Technology Academic Research Center）：1995年12月に設立された民間会社で、大手半導体メーカ11社（日立、日電、東芝、松下、富士通、三菱、ソニー、シャープ，サンヨー，ローム，沖）により運営されている。開発部では特に設計関連の専門家が高位設計環境等の開発に取り組む一方、研究推進部では国内の大学等の研究機関から半導体技術に係わる共同研究テーマを毎年公募し有数なテーマを選択して、資金的な援助と共に客員研究員を派遣し、研究強化と若手研究者の育成を進めている。（詳しくは http://www.starc.or.jp を参照）


「ＳｏＣ設計技術Ａ」「ＳｏＣ設計技術Ｂ」「ＳｏＣ設計技術Ｃ」各科目の狙い

A. システム設計

  1. システム開発者からみて魅力の高い(高性能、低コスト、高信頼）ＳｏＣを設計できるようにする。　
  2. 性能／コストの視点からＳＷとＨＷの最適な組み合わせのシステムを構成できる技術を身につける。
  3. 抽象度の高い設計記述言語を用い、システムの検証を早期に行うことで、高品質なＳｏＣを、効率よく設計できるようにする（設計生産性：１０倍以上向上）。


B. LSI設計

  1. ＳｏＣ設計者としてレイアウト設計の現状と難しさを理解して、どの様な対応・工夫をすれば、レイアウト設計も考慮に入れた最適なＳｏＣが設計できるかを理解させる。
  2. ＬＳＩ設計の基礎をなすマイクロアーキテクチャと論理設計の基礎／高付加価値技術の基礎（消費電力＋テスト設計）、ならびにレイアウト設計より構成する。


C.組込みSW設計

  1. SoC設計者として、組込みＳＷがＨＷをどう扱うかを知ってもらい（これでHＷとＳWの接点が理解できる）、システムから見て最適にSoCを設計できるようにする。
  2. 技術内容：SoC設計者として、ＳＷについては少なくともこれくらいは知っておくべき組込みＳＷの基礎とする。
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