Research on "Touchable" Remote Learning System of Digital Circuit

“触摸式”数字电路远程学习系统研究

基本信息

批准号：
21K12164
负责人：
藤枝直輝
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Aichi Institute 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：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12164/
关键词：
FPGA 遠隔学習計算機システム

项目摘要

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．

我们在这项任务中提出的是一个远程学习系统，旨在远程增强学习和锻炼数字电路的效果。生产廉价的控制器板，并提供了一个环境来操作远程环境锻炼板。结果，电路的操作可以与直接在现场上操作木板时相同的方式进行确认。在Oruwa的第四年中，建造了在连接环境中运行的原型，主要是（1）远程环境，即用户PC上的使用过的控制器板，以及配备了服务器上FPGA的实用板。我们对电路学习软件的开发和扩展进行了研究。此外，为了获得FPGA的设计和开发，（3）与Shuichi Ichikawa教授的合作研究（分配数量20K11733）也进行了随机数测试电路的轻量级实现。在（1）中，除了在Oruwa的第三年中开发的组件外，我们还使用TCP/IP构建了第二个原型控制器板，客户服务器和一个简单的服务器预订系统。一份总结这些知识的论文目前正在国际会议上发布。在（2）中，总结了GGFRONT的结果，GGFRONT（已开发和扩展了用于硬件说明语言（HDL）学习的工具）发表在日本文学杂志上。此外，我们提出了一种处理枚举信号的方法，即GGFRONT直到现在才能处理，并且在最新版本的GGFront中实现了结果。在（3）中，总结了实施电路结果的论文赢得了国际会议的出色论文奖。此外，总结了合并该电路的真正随机数发生器质量控制系统的结果，已决定在英语杂志上发表。