FPGAを用いた論理回路実験の開発

• Project/Area Number: 20H00926
• 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: Nagano National College of Technology
• Principal Investigator: KUROIWA Minori 長野工業高等専門学校, その他部局等, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2020-04-01 –
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥380,000 (Direct Cost: ¥380,000); Fiscal Year 2020: ¥380,000 (Direct Cost: ¥380,000)
• Keywords: FPGA / 論理回路 / プログラミング

Outline of Research at the Start

FPGAを用いて「論理回路実験」を行うための開発環境を整備する。

Outline of Final Research Achievements

FPGAの基本的な機能を説明するにあたり、従来の論理回路（AND、OR、NOT、XOR、NAND等）と対比させながら、ハードウェア記述言語(VHDL)を学びやすくした。とくに、プログラム１行ごとに、どの論理回路に対応するか把握しやすいようにした。さらにC言語との違いを理解しやすいものとした。
信号の流れをイメージしやすいように、LED等の出力装置の配置を行った。それにより、回路図とプログラムの個々の命令との対応関係が見えやすくなった。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のデジタル回路の基礎を学ぶにあたって、基本的な論理回路を使用して回路を作製しその動作を確認することがファーストステップである。それに加え、基本的な回路を理解するにあたり、FPGAを使用しプログラムで回路を構成することにより、エンジニアとして社会に出た際、現場でより大規模な回路をFPGAで作製することが、大きなギャップを感じずにできると考えられる。
また、ハードウェアとしての論理回路とプログラムで回路を構成するFPGAを同時に学ぶことで、ハードウェアとソフトウェアの両面から思考できるエンジニアを育成していけると考えられる。