SoC設計技術B

２００３年度　 SoC設計技術C－組込ＳＷ編－(STARC寄附講座)
授業計画
（２００３年度新規設置講義）

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

２００３．１０．１０　前期の「SoC設計技術B,C」の修了証を受け取っていない学生は、柳澤研究室に火曜日午後1時から3時の間に取りに行くこと。この時間でどうしても都合が悪い場合には応相談。なお、情報学科の３，４年生に限り、研究室経由で別途配布します。

２００３．９．２８　２００３年度「SoC設計技術B，C（STARC寄附講座）」　単位取得者諸君へ
　　　　　　　　　－「修了証授与式」についてー
　　SoC設計技術BおよびCの単位取得者に対して、単位取得を証明する「修了証」をSTARC（（株）半導体理工学研究センター）のご厚意により発行いただけることになりました。単位取得者に対する修了証授与式を下記日程で実施いたしますので、必ず集合してください。
　　　　　　　　　　日時：　１０月７日（火）　１８：００　　場所：　５７－２０２

２００３．０７．１８　レポート提出状況を更新しました。
２００３．０７．１１　２２：４０　全てのレポートの提出状況を掲載しました。

２００３．０７．１０　７／８提出分（最終分）までのレポート提出状況を７／１２にWEBで公開する予定です。万が一、レポート提出状況にミスがある場合には、７／２２正午までにこちらまで連絡をお願いします。

２００３．０７．０８　本日までの出欠を掲載しました。
２００３．０７．０８　本日の課題はありません。また、これまでの課題の最終締切は７月１５日正午です。以降は一切受け付けません。また、１通でも未提出がある場合、Fとなりますので注意してください。

２００３．０７．０８　夏期集中セミナー（Cコース専用）受講者募集開始－締切７月１５日正午

SoC設計技術Cに付属する実習（ＤＶＤ設計）の募集を開始しました。
セミナー開催は９月１１日～１９日の土日を除く６日間、合計２２．５時間の予定です。
受講希望方法
- 締切までに、socseminar@yanagi.comm.waseda.ac.jp 宛にSubject(件名）を「SoC-C実習希望：学籍番号-CD－氏名」（例：SoC-C実習希望：1g03r000-1-早稲田太郎）として電子メールを送ってください（本文は不要です）。
- 必ずwaseda-netのIDから電子メールを送信のこと。
定員は７月１８日頃までに確定し、予定定員を超えた場合は、これまでのレポートの成績を基準に選考し、７月２２日に受講者を本ページで発表（予定）します。
本受講は単位には一切関係がありませんが、単位取得者に発行される修了証には本実習の受講の有無が記載されます。
（注意）別途実施していますBコース用の集中セミナーとは内容が異なります。

２００３．０７．０１　本日の課題と本日までの出欠を掲載しました。

２００３．０７．０１　早稲田大学情報生産システムサマースクールの案内（システムLSI分野の人材育成のため、早稲田大学の理工学部で STARC 講座を受講された学生の方を対象に、下記の要領でサマースクールを行います）

２００３．０７．０１　６／１０までのレポート提出状況を掲載しました。
２００３．０６．３０　６／３までのレポート提出状況を掲載しました。
２００３．０６．２４　本日の課題と本日までの出欠を掲載しました。
２００３．０６．１７　６／１７までの出欠を掲載しました。本日の課題を掲載しました。
２００３．０６．１６　５／１３までのレポート提出状況を掲載しました。
２００３．０６．１０　６／１０までの出欠を掲載しました。本日の課題を掲載しました。
２００３．０６．０３　本日の課題と本日までの出欠を掲載しました。
２００３．０５．２８　５／２７までの出欠を掲載しました。
２００３．０５．２７　本日の課題を掲載しました。
２００３．０５．２０　本日の課題を掲載しました。５／２０までの出欠を掲載しました。
２００３．０５．１４　５／１３までの出欠を掲載しました。

２００３．０５．１３　（注意）毎回配布しているテキストは各自１冊のみとなっています。複数冊をとらないでください。他の聴講者のテキストが不足してしまいます。

２００３．０５．１３　本日の課題を掲載しました。

２００３．０５．０９　ＳｏＣ設計技術Ｃ履修者を発表！（抽選結果）(学内からのみアクセス可能）

２００３．０５．０９　ＳｏＣ設計技術Ｂ及びＣの科目登録漏れ学生一覧を掲載しました。（学内からのみアクセス可能）
２００３．０５．０７　４／１５、２２の出欠を掲載しました。
２００３．０４．２６　２２日の高田先生の講義資料において下記の通り訂正があります。

第２章「リアルタイムプログラミング」スライド24、26ページのスケジュール可能性の必要十分条件の式：

誤：0<=t<=Di
正：0<t<=Di

つまり、t=0は含みません。

２００３．０４．２３　課題提出締切の詳細を追加しました。
２００３．０４．２２　２２日の課題を掲載。
２００３．０４．２２　欠席の扱いについて→学部要項、大学院要項に記載の通り公欠に該当する場合は学部もしくは大学院指定の欠席届を山名(51-11-05)まで提出してください。なお、欠席の場合も当日出題されているレポートを提出しなければなりません。（全てのレポートが提出され、平均点が３点以上なければＦとなります）

２００３．０４．１７　科目登録について

SoC設計技術Cは、203名の受講希望があり初日(15日)の履修者数は172名でした。「受講したいという強い意志を持つ学生」に優先して受講してもらいため、当初予定していた１８日の抽選発表を延期することにしました。また、抽選においては、当初予定の定員枠を拡張すると共に、次のような優先順位を付けます。
- 抽選にあたっては、15日の出席者の履修を優先する。
上記に伴い、15日に欠席した者で履修を強く希望する者は、22日12:00までに山名（yamana@yama.info.waseda.ac.jp)までその旨連絡をしてください。連絡がない場合は、登録を辞退したものと見なします。抽選結果は、本講義ページで後日発表します。

２００３．０４．１６　１５日の課題を掲載。
２００３．０４．０５　科目登録用紙はこちら（大学院）、こちら（学部）を利用願います。
２００３．０３．３１　7/8の枝廣先生の講義が６限から５限に変更になりました。
２００３．０３．３１　Waseda-net(Web登録)トラブルに伴い、登録方法を以下のように変更します。

登録受付：２００３年４月７日～４月１０日
受付場所：学務課（５１号館１階）
登録結果発表：４月１８日に正門脇掲示板にて発表

２００３．３．２５　講義内容を更新しました。
２００３．３．２３　本科目は抽選対象科目です。定員（１００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。詳細を掲載しました。
２００３．３．２３　本ページを開設

授業日程（火曜５，６限　５２－１０１）　２００２．４～２００２．７　＋　オプション：セミナー（９月）

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	連絡事項	５限（１６：２０～１７：５０）	６限（１８：００～１９：３０）
４月１５日	レジュメ配布	担当：　高田（名古屋大学）第1章　組込みソフトウェアの基礎知識 1.1. 組込みシステムとは? 1.2. 事例紹介：自動車内における組込みシステム 1.3. 組込みシステム開発の現状と最近の動向 1.4. 組込みソフトウェア開発に必要なハードウェア知識 1.5. 組込みソフトウェア開発の特性 1.6. 組込みソフトウェアのデバッグ環境 1.7. 組込みソフトウェア使われるプログラミング言語 1.8. 組込みソフトウェア開発とソフトウェア工学	担当：　高田（名古屋大学）同左
４月２２日	レジュメ配布	担当：　高田（名古屋大学）第2章リアルタイムプログラミング 2.1. リアルタイム処理(実時間処理) とは？ 2.2. リアルタイムスケジューリングに関する概要 2.3. Rate Monotonic Analysis 2.4. 優先度逆転 2.5. QoS制御 2.6. その他の話題	担当：　高田（名古屋大学）第3章リアルタイムＯＳ 3.1. オペレーティングシステム(OS) の役割 3.2. マルチタスクの機構 3.3. リアルタイムOSの種類
５月６日		休構
５月１３日	レジュメ配布	無し	担当：　高田（名古屋大学） 3.4. リアルタイムOS仕様の標準化 3.5. リアルタイムOSを用いたソフトウェア開発の流れ 3.6. リアルタイムカーネルの機能解説
５月２０日	レジュメ配布	担当：　中島（早稲田・情報）第4章組込みLinuxカーネルの概要 4.1. 組込みLinuxの概要 4.2. 組込みLinuxを利用したシステム例 4.3. Linuxの概要 4.4. Linuxのアプリケーション例 4.5. Linuxの構造の概要	担当：　中島（早稲田・情報）第5章デバイス・ドライバ（I/OとのIF） 5.1. デバイス管理の概要 5.2. I/Oアーキテクチャ 5.3. デバイスアクセスの方法 5.4. I/Oインタフェース 5.5. Linuxデバイスドライバ 5.6. Linuxデバイスドライバのコーディング例 5.7. 組込みシステムとデバイスドライバ
５月２７日	レジュメ配布	無し	担当：　中島（早稲田・情報） 5.8. 応答性の問題 5.9. 応答性の改善 5.10. 応答性に関する注意事項 5.11. デバイスドライバとハードウエア 5.12 将来の組込み環境 5.13 将来の組込みOS
６月３日	レジュメ配布	無し	担当：　星（ゼンテック・テクノロジー・ジャパン）第6章組込みソフトウェアの歴史と現状 6.1. マイクロプセッサとマイコンの歴史 6.2. 初期のマイクロプロセッサの開発ツール 6.3. 組込みシステムで用いられるプログラム言語と種類 6.4. 組込み用OSの種類と特徴 6.5. 肥大化、複雑化するソフトウェア 6.6. ソフトウェア資産活用のために職人芸からの脱皮
６月１０日	レジュメ配布	担当：　平山（東芝）第7章開発手法／検証／テスト 7.1. 組込みソフト開発の位置付けと開発プロセス 7.1.1.　システム開発とソフトウェア開発 7.1.2. ソフトウェア開発の上流工程 7.1.3. ソフトウェアの品質確保-V&V 7.2. 組込みソフトウェア開発の上流工程 7.2.1. 上流工程の必要性 7.2.2. 要求分析とプロトタイピング 7.2.3. アーキテクチャ設計 7.2.4. 組込みソフトウェアの設計手法 7.2.5. オブジェクト指向とUML 7.3. 部品化再利用とコンポーネントウェア 7.3.1. ソフトウェアの再利用と進化型開発 7.3.2. ソフトウェア部品とコードクローン 7.3.3. コンポーネントウェア 7.4. テスト・検証技術 7.4.1. 組込みソフトウェアの検証・テストの流れ 7.4.2. 仕様検証 7.4.3. 単体・結合テスト 7.4.4. システムテスト 7.4.5. 不具合情報の共有 7.5. 品質の可視化と定量評価 7.5.1. 品質特性モデルとメトリクス 7.5.2. 品質メトリクスの利用 7.6. ソフトウェア開発に関するトピックス 7.6.1. クリーンルーム手法 7.6.2. eXtreme Programming	担当：　平山（東芝）同左
６月１７日	レジュメ配布	無し	担当：　星（ゼンテック・テクノロジー・ジャパン）第8章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 8.2. 組込みソフトウェアの開発ツール 8.3. 統合開発環境IDE 8.4. ソウトウェア開発の立場から見たハードウェアにあると便利な機能の例
６月２４日	レジュメ配布	無し	担当：　新井（ＮＥＣ）第9章チューニンク（性能解析と最適化） 9.1. こんなに違うプログラム性能 9.2. チューニングとは？ 9.3. チューニングの対象 9.4. チューニングのスコープ 9.5. チューニングの方針 9.6. チューニングの手順 9.7. 設計工程とチューニング 9.8. ハードウエアアーキテクチャに合わせたチューニング 9.9. プロセッサの概要 9.10. プロセッサに合わせたチューニング 9.11. メモリシステムの概要 9.12. キャッシュに合わせたチューニング 9.13. メモリに合わせたチューニング 9.14. チューニングを支援する開発環境
７月１日	レジュメ配布	無し	担当：　竹山（サイバー創研）第10章実際の開発事例 10.1. 現場で考慮しなければならないこと 10.1.1. 考慮する項目 10.1.2. ターゲット市場 10.1.3. 製品の仕様 10.1.4. 開発コスト 10.1.5. 目標原価 10.1.6. 開発スケジュール 10.1.7. システム設計 10.1.8. 開発ツールと開発環境 10.1.9. 品質の確保 10.1.10. 開発のマネージメント 10.2. 開発事例：デジタルカメラの開発 10.2.1 .デジタルカメラのコンセプト 10.2.2. デジタルカメラボード 10.2.3. デジタルカメラシステム構成 10.2.4. デジタルカメラハードウェア 10.2.5. デジタルカメラソフトウェア 10.2.6. デジタルカメラソフトウェアシステム 10.2.7. フラッシュカードのサポート 10.2.8. プロセッサのアーキテクチャの活用 10.2.9. 使用するメモリとJPEG処理時間 10.2.10. JPEGアルゴリズムチューニング 10.2.11. CPUアーキテクチャの考慮 10.2.12. 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８日	レジュメ配布	担当：　枝廣（ＮＥＣ）第1１章マルチプロセッサ 11.1. PCと組み込みの違い／プロセッサ要件 11.2. マルチプロセッサの必要性 11.3. マルチプロセッサの事例紹介 11.4. マルチプロセッサの長所と短所 11.5. マルチプロセッサにおける同期、通信 11.6. マルチプロセッサにおけるソフトウェア環境 11.7. 将来のモデル	無し

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１１日～９月１９日に実施予定

課題

締切は、出題日の翌週火曜日正午で、提出先は、55号館N棟6階03A室(柳澤研究室)前のレポートボックス .です。なお、翌週火曜が祝日等で休み（大学の講義が実施されない）の場合、翌日(通常〆切以降の最初の平日)の正午とします。
表紙に授業名, 担当講師名, 提出日, 所属学科(専攻), 学籍番号, 氏名, 電子メールアドレスを記載し, A4版レポート用紙にて提出すること.。
全ての課題が提出されていなければ評価はFとなる。締切を過ぎた場合も必ず提出すること（締切後の提出は減点される）
同一内容と判断できるレポートが提出された場合、それら全てのレポート（オリジナル、コピー問わず）が減点されます。

出題日	先生	課題内容
4/15	高田	身近な組込みシステムにどのような制約があるかを調べてまとめる (自分で考えても良いが, 調べる方が好ましい).
4/22	高田	こちらを参照（PDF)
５／１３	高田	こちらを参照(PDF)
５／２０	中島	講義資料に掲載の通り。
５／２７	中島	講義資料に掲載の通り。
６／３	星	講義資料に掲載の通り。
６／１０	平山	講義資料に掲載の通り。
６／１７	星	講義資料に掲載の通り。
６／２４	新井	講義資料に掲載の通り。
７／１	竹山	講義資料に掲載の通り。

講義に関するその他の情報

科目登録について
- 本科目は、抽選科目（定員以上の履修希望があった場合、抽選により履修者を決定します）であるため科目登録に次の制限を設けます。
  - 学部： WEB申請２（４／７～４／１４）のみ受け付ける。（WEB申請３では受け付けない）
  - 大学院：科目登録受付１（４／３～７）のみ受け付ける。（科目登録受付２では受け付けない）
  - 先取り履修： 本年度で終了のため受け付けない。
  - 上記受付完了後、抽選を行い履修者を決定する。（学部４／１８に発表。大学院４／１７に発表）
履修上の注意
- 本講座は、「電子回路」及び「プログラミング言語Ｃ」（学科によって名称は異なる）を修得済みであることを履修条件としている。これらの科目に相当する科目を履修していない学生は、本講座を登録することができない。
- 本講座は、講義と実習から構成される。なお、９月に集中セミナーを開催する。９月の集中セミナー（実習）の受講は任意（単位には無関係）であるが、STARC発行の修了証には、受講の有無が記載される。
- 単位を取得するためには、すべてのレポートを提出し、９月の集中セミナーをのぞく実習を完了しなければならない。
- ９月の集中セミナー（実習）では、ＤＶＤ設計を取り上げる予定。
- 講義中は、ビデオ撮影のため、教室の鍵を閉めますので途中での入退室ができませんので、注意してください。

評価
- 出席点とレポートにより評価します。各レポートは５段階評価（１～５）され 平均３以上なければ単位取得できません。また、出席は２／３以上ないと単位取得できません。
- 注意：同じ内容のレポートを発見した場合（写した場合）には、減点対象となります。
- 出席点は、各講師の最終担当授業において配布するアンケートの提出によりチェックします。
- レポートの締切は、翌週の火曜日正午で、提出先は、55号館N棟6階03A室(柳澤研究室)前のレポートボックスです。
- 全てのレポートが提出されていなければ自動的にＦとなります。また 期限外の提出は減点 されます。

修了証発行について
- 本講座の単位を修得した諸君には、STARCより修了証が発行されます。
- ９月実施予定の集中セミナー（実習）の受講は任意ですが、受講の有無が修了証に記載されます。

出欠状況
- ここで公開（学内からのみ参照可能）しますので各自確認してください。左記に関する問い合わせはこちらまで。

課題提出状況
- ここで公開（学内からのみ参照可能）しますので各自確認してください。左記に関する問い合わせはこちらまで。

教科書
- 講義中に配布します。

参考書
- 馬場敬信, コンピュータアーキテクチャ, オーム社, 2000年.
- “Special Issue on Configurable System,”IEEE Computer, April 2000,
- W. Wolf, Computers as Components, Morgan Kaufmann Publishers, 2001.
- Bhaskaran et al., Image and Video Compression Standards, Kluwer Academic Publishers, 1996.

演習の班分け
- （ここで公開します）

ビデオ撮影について
- 大学内での教育目的の使用、及び、ＳＴＡＲＣ関連１１社での社内教育用として、本講座をビデオに撮り教材を作成いたします。
- 個人情報の保護について
  - ビデオ撮影では学生の皆さんを映像として記憶することはありませんが、授業中質問した場合に音声が記録されます。
  - 音声の記録について同意できない場合は、ビデオ教材作成時に該当部分を消去する措置をとりますので、事前に山名まで連絡してください。

質問
- 本講座に関する質問は、山名(yamana@yama.info.waseda.ac.jp)まで。

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）

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