研究内容



機能集積システム工学研究室とは?!



LSIとは?!
現代社会になくてはならないLSI
LSIのレイアウト図
研究室ではLSIの設計を行っています。LSI は LargescaleIntegration の略称で「大規模集積回路」のことです。数mm角のチップに多くの素子(トランジスタ等)を集積したもので、現代社会にはなくてはならない電子部品です。例えば携帯電話やスマートフォンの中には多くのLSIが使われています。集積されている回路を大きく分類するとアナログ信号を扱う「アナログ回路」とデジタルデータを扱う「デジタル回路」に分けることができ、多くのLSIはアナログ回路とデジタル回路の両方から構成されます。左の図はLSIのレイアウト図です。


CADを用いた回路設計
アナログ回路の設計
LSIは様々な用途で利用され、その用途に合った回路が集積されています。研究室ではアナログ回路を左の図のようにコンピュータ(CAD)で回路図を描きながら設計していきます。ゼミ生は小さな電気信号を大きく増幅する演算増幅器、アナログ信号をデジタルデータに変換するAD変換器、デジタル回路が動作するために欠かせないクロック生成回路、それらの電源を供給する電源回路等を設計しています。


HDL(Hardware Description Language)
デジタル回路の設計
HDL(ハードウェア記述言語)というハードウェアを記述するための言語が存在します。BasicやC言語などのようにテキスト形式でプログラム・ソースを記述することでデジタル回路を設計することができます。プログラミングが得意な学生はプログラムを組むようにデジタル回路の設計を行えます。研究室では設計したデジタル回路をFPGA(FieldProgrammable Gate Array)を載せたボードに組み込み、動作を確認します。



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