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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

通过在电路领域的学生实验中使用验证和调试技术来提高复杂性和效率

基本信息

批准号：
20K03114
负责人：
松本剛史
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Ishikawa National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03114/
关键词：
回路デバッグ回路検証回路実験工学教育

项目摘要

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進めている。研究期間3年目となる2022年度は、前年度までに開発した配線検証システムとブレッドボード回路デバッグ支援システムを小型シングルボードコンピュータであるRaspberry pi上に実装した。配線支援システムは、演習室のPCで回路図エディタを用いて作成した回路配線が正しいかどうかをSMT問題に定式化して検証するシステムであり、回路図エディタで保存したファイルをRaspberry pi上のWebサーバにアップロードすることによって検証ができる環境を構築した。一方、実際にブレッドボード上に作成した回路のデバッグを行うシステムは、Raspberry pi内のプログラムによって生成した入力パターンを回路に与えた後、回路で計算された値をRaspberry piで取り込んで処理することにより、誤りの有無や誤り箇所を提示するものである。これらについて、基本的な実装は完了しており、次年度の実験授業で学生に使ってもらい評価を行うことができるように準備を進めている。

The logic circuit (the circuit) is implemented in the high level, and the circuit is assembled and measured in the high level. The basic understanding of computer science, such as computer science, computer This study aims to improve the status of self-determination, efficiency and development of the environment. During the study period of 3 years to 2022, the wiring model was developed in the previous year and the wiring model was installed on the Raspberry Pi. Configuration support system, PC in exercise room, configuration of circuit layout, SMT problem formalization, configuration of circuit layout, storage of circuit layout, Web server on Raspberry Pi, configuration of environment for certification. On the one hand, the actual situation of the Raspberry Pi is to create a loop, to create a loop, to generate a loop, to calculate the loop, to process the Raspberry Pi, to indicate whether there is an error. The basic equipment is finished, the next year's teaching is completed, the students are evaluated, and the preparation is advanced