2021 Fiscal Year Research-status Report
回路分野の学生実験における検証・デバッグ技術の活用による高度化・効率化
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20K03114
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| Research Institution | Ishikawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
松本 剛史 石川工業高等専門学校, 電子情報工学科, 准教授 (40536140)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 回路デバッグ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高専で実施されている論理回路（ディジタル回路）実験の多くは、ブレッドボード上で回路を組み、それを測定することによって進められる。ディジタル回路の実験は、コンピュータアーキテクチャや組込みシステムといった計算機科学の基礎を理解するために重要なものであるが、アナログ回路等の他の回路実験に比べて、使用するIC数も多く配線が複雑になるために回路デバッグが難しく、学生自身で進めることが困難な場合がある。本研究では、このような状況を改善して自主的・効率的に実験を進めることができるようにするため、また、その結果としてより高度な回路の実験を行うため、学生実験において回路デバッグを支援する環境の開発を行う。
研究期間2年目となる2021年度は、前年度に開発した配線検証機能を実際に学生実験で用いる回路に対して適用し、正しく機能することを実証した。この配線検証機能は、コンピュータ上で回路図エディタを用いて配線を行い、その正しさを検証する機能であり、ブレッドボード上で配線をする前に配線の正しさを確認するためのものである。この配線検証機能の評価は、石川高専における実際の授業で10名程度の学生に実装したシステムを使ってもらうことにより行った。その結果、配線検証が正しく行えることが確認できたとともに、システムを使わずに回路を作る学生に比べて、ブレッドボード上に組んだ回路が誤っている割合が低くなることが分かった。また、システムを使用した学生からの評価のフィードバックから、配線が誤っている場合に、学生に対して、回路のどこが誤っているのかを提示する機能が必要であることが分かった。これらの結果から、開発した配線検証システムは、本研究で目指す回路デバッグ支援環境として機能するものであると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
配線検証機能については、実際に学生が使うことができる完成度にまで開発が進んでいる。一方で、オンボードデバッグについては、昨今の半導体不足により、必要な機器が調達できなかったため、実証評価が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、主に、オンボードの(ブレッドボード上での)デバッグ支援環境の開発を行う。昨今の半導体不足の影響により、必要な機器(Raspberry pi)の調達が遅れているが、機器が揃い次第、実際の授業で使用して評価したい。また、配線検証機能については、配線誤りがある場合に、どこが誤っているかを提示する機能が現実的に可能かどうかの検討を進める。
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| Causes of Carryover |
昨今の半導体不足のため、本研究で開発した機能を実際の授業で使用する際に必要な電子機器(Raspberry pi)が調達できなかった。これについては、次年度、早めに調達する予定である。
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