Research on "Touchable" Remote Learning System of Digital Circuit

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本課題で提案するのは，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」遠隔学習システムである．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環境を提供する．これにより，実地で直接ボードを操作するときと同じ感覚で，回路の動作を確認できるようにする．令和4年度は，主に (1) 遠隔環境，すなわちユーザPCにはコントローラボードを，サーバにはFPGAを搭載した実習ボードを，それぞれ接続した環境で動作するプロトタイプの構築と，(2) ディジタル回路学習のためのソフトウェアの開発と拡張のそれぞれについて，研究を実施した．また付随する課題として，FPGAを用いたシステムの設計開発のノウハウを得るため，(3) 乱数検定回路の軽量実装についても，豊橋技術科学大学 市川周一教授（課題番号20K11733）との共同研究として行った．(1) では，令和3年度に開発した構成要素に加え，第2次試作版のコントローラボード，TCP/IPを用いたクライアント・サーバそれぞれの通信中継ツール，簡易的なサーバ予約システムを構築した．これらの知見をまとめた論文は，現在国際会議に投稿中である．(2) では，ハードウェア記述言語（HDL）学習のためにこれまで開発・拡張を続けてきたツールである，GGFrontに関する成果をまとめた論文が，和文論文誌に掲載された．また，これまでGGFrontが扱えなかった列挙型信号を扱うための方法を提案し，その成果は最新版のGGFrontに実装済である．(3) では，実装した回路に関する成果をまとめた論文が，国際会議の優秀論文賞を受賞した．また，この回路を組み入れた真性乱数生成器の品質制御システムに関する成果をまとめた論文は，英文論文誌への掲載が決定した．