アクティブラーニングのためのアナログLSIの設計から評価までの実習環境の構築

• Project/Area Number: 18H00261
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2150:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 外山 貴子 宮崎大学, 工学部, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2018
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥460,000 (Direct Cost: ¥460,000); Fiscal Year 2018: ¥460,000 (Direct Cost: ¥460,000)
• Keywords: アクティブラーニング / マスクレイアウト

Outline of Annual Research Achievements

現在、本学をはじめ多くの大学で、アクティブラーニング(以後、ALと表記)を取り入れた講義が行われている。ALは、実験に関しては自宅での自学自習が困難なものも多いことから、その事例は少ない。特にアナログ集積回路設計に関しては、多くの大学では回路設計までの実施にとどまっている。この理由として、「マスクレイアウト設計」と「試作LSIの評価」について、ALのための環境整備がされていないことが要因の1つと考えられる。そこで本取組みでは、学生が自宅でのアナログ回路設計からLSI試作とその評価までを想定し、プロジェクト型実験のAL環境の構築を目的とした。
実施内容は次の通りである。まず、LSIマスクレイアウトツールの環境整備として、学生が自身のPCで、フリーPDKにてマスクレイアウトができるよう、フリーウェアのマスクレイアウトツールの実習環境の整備を行った。具体的には、このフリーPDKを使う上での未整備部分であるマスクレイアウトデータの検証用ルールファイル(DRC及びLVS)について、このソフトウェアで動作するようpythonにて書換えを行うとともに、初学者がおこしそうなマスクレイアウトのエラーを再現し、それらのエラーも検出できることを確認した。また、このフリーPDK及びソフトウェアでのマスクレイアウトツールの使用法の簡易マニュアルを作成した。次に、自宅で試作LSIの評価ができるよう、ノートPCと組み合わせて測定できる安価な簡易計測器を導入し、評価実験用のLSIとして、アナログ集積回路でよく用いられる演算増幅器を設計、マスクレイアウトを行い、試作を依頼した。
成果として、後期に開講されたプロジェクト型学生実験にて、構築した実習環境を一部適用した内容で指導教員とともに実施し、今回構築した実習環境の有用性が確認できたことがあげられる。