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ディジタル回路の「さわれる」遠隔学習システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K12164
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分62030:学習支援システム関連
研究機関愛知工業大学

研究代表者

藤枝 直輝  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (30708425)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードFPGA / ハードウェア / ディジタル回路 / 遠隔学習 / 計算機システム
研究開始時の研究の概要

本課題では,ディジタル回路を遠隔で学習・演習する際の効果を高めるための,「さわれる」遠隔学習システムを提案する.安価なコントローラボードを制作し,これを用いて遠隔環境の演習ボードを操作することで,実地で直接ボードを操作する時と同じ感覚で,回路の動作を確認できるようにする.そのプロトタイプを実験・実習科目に利用することで,実地での演習・実験と同等の学習効果が提案システムで得られることを明らかにする.

研究成果の概要

本課題では,ディジタル回路を遠隔で学習・演習する際の効果を高めるための,「さわれる」遠隔学習システム SawareruSys を提案した.ディジタル回路や FPGA の学習におけるこれまでの遠隔学習システムには,その操作から実際にハードウェアに触れているとの実感を得ることが難しい,という問題点が存在した.提案したシステムでは,安価なコントローラボードを用いて,遠隔環境の演習ボードを操作する.これにより,実地で演習ボードを直接操作する時と同じ感覚で,かつ高価な演習ボードを個人に貸し出すことなく,回路を動作確認できる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題を通じて,ディジタル回路や FPGA の効率的な遠隔学習のための環境を提案できた.作成したプロトタイプにかかる成果は査読付国際会議での発表を行っており,提案したシステムはオープンソースハードウェアとして,その設計およびソースコードを GitHub で公開している.また,近い将来システムの一般利用も可能となる予定である.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Design and Implementation of an On-Line Quality Control System for Latch-Based True Random Number Generator2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fujieda, Shuichi Ichikawa, Ryusei Oya, Hitomi Kishibe
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E106.D 号: 12 ページ: 1940-1950

    • DOI

      10.1587/transinf.2023PAP0001

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2023-12-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and implementation of an on-line quality control system for latch-based true random number generator2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fujieda, Shuichi Ichikawa, Ryusei Oya, Hitomi Kishibe
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E106-D

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 手軽でポータブルなVHDL演習環境とその活用2023

    • 著者名/発表者名
      藤枝 直輝, 池田 朋弘, 岩田 啓佑
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌教育とコンピュータ

      巻: 9 ページ: 11-22

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A novel remote FPGA lab platform using MCU-based controller board2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fujieda, Atsuki Okuchi
    • 学会等名
      12th International Conference on Teaching, Assessment and Learning for Engineering (TALE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ACRi ルームのボード100枚はどう動いているか2023

    • 著者名/発表者名
      藤枝 直輝
    • 学会等名
      第25回 組込みシステム技術に関するサマーワークショップ (SWEST25)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An HLS implementation of on-the-fly randomness test for TRNGs2022

    • 著者名/発表者名
      Ryusei Oya, Naoki Fujieda, Shuichi Ichikawa
    • 学会等名
      10th International Symposium on Computing and Networking (CANDAR 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FPGA の「さわれる」遠隔学習システムを目指して2022

    • 著者名/発表者名
      藤枝 直輝
    • 学会等名
      第24回 組込みシステム技術に関するサマーワークショップ (SWEST24)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビジュアルプログラミングツールの特徴を取り入れたディジタル回路学習ツール2022

    • 著者名/発表者名
      木村元, 藤枝直輝
    • 学会等名
      情報処理学会 コンピュータと教育研究会 第165回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] SawareruSys: A "touchable" remote FPGA lab system

    • URL

      https://github.com/nfproc/SawareruSys

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] GGFront: A GHDL/GTKWave GUI Frontend

    • URL

      https://github.com/nfproc/GGFront

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] DRFront: A Dynamic Reconfiguration Frontend

    • URL

      https://github.com/nfproc/DRFront

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 愛知工業大学 工学部電気学科 電子情報工学専攻 ディジタルシステム研究室

    • URL

      https://aitech.ac.jp/~dslab/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] nfproc (Naoki FUJIEDA) - GitHub

    • URL

      https://github.com/nfproc/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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