2025年度前期組み込みソフトウエア開発基礎演習

曜日・時限 火曜日1時限 期別 前期 週時間数 2
ナンバリング HT330606
開講学科等 総合情報学部-情報学科
教員名 山下 喜宏
山下 喜宏
職務履歴

、小川 英孝
小川 英孝
職務履歴

、坂本 久
坂本 久
職務履歴

、丸川 一志
丸川 一志
職務履歴

目的

組み込みシステムは、スマートフォンに代表されるように、近年、インターネットへの接続が急速に進んでいる。
これに伴い、プログラムの規模も肥大化し、従来のリアルタイムOSではこの規模に追従が厳しいことが課題である。
このため、効率的にOS搭載やアプリケーションプログラムの開発を行うことができる、WindowsやAndroidへの移行が急ピッチで進んでいる。
本講義では、PCで用いられているWindows OSのサブセット的な存在である、Windows Embedded CEを例として、そのOSの詳細な仕組みを学ぶ。

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 F ワークショップ
・社会課題を解決するための組込みシステム活用アイデアソン
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(1.5時間)
事後学修 議論の内容を整理して、次回の議論の準備をする(1時間)
2 遠隔A,C コンピュータの構成要素
・情報の表現
・コンピュータの構成
・CPU(動作原理、高速化技術)
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 小テストの内容を理解する(3時間)
3 遠隔A,C コンピュータの構成要素(オンデマンドビデオ講義OK)
・半導体メモリ
・補助記憶装置
・入出力装置
・入出力インターフェース(シリアル、パラレル、I2C、GPIO)
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 小テストの内容を理解する(3時間)
4 遠隔A,C オペレーティングシステム
・OSの役割
・タスク管理/スケジュール管理
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 小テストの内容を理解する(3時間)
5 遠隔A,C オペレーティングシステム
・割り込み管理
・実記憶管理 (メモリマップドI/O、DMA転送)
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 小テストの内容を理解する(3時間)
6 遠隔A,C オペレーティングシステム
・再配置可能プログラムとプログラムの4つの性質
・仮想記憶管理
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 小テストの内容を理解する(3時間)
7 遠隔A,C オペレーティングシステム
・プログラムの作り方
・ファイル管理
・ネットワーク
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 小テストの内容を理解する(3時間)
8 F ワークショップ
・社会課題を解決するための組込みシステム活用アイデアソン
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(1.5時間)
事後学修 議論の内容を整理する(1時間)
9 遠隔A,C 組み込みシステム開発プロジェクト[Module0]
Windows Embedded CE OS の機能[Module1]
Windows Embedded CE OS プラットフォーム開発用ツールの概要[Module2]
Windows Embedded CE OS のコンポーネント[Module4]
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 今回の演習内容を確認する.小テストの内容を理解する(3時間)
10 遠隔A,C Windows Embedded CE OS の内部構造(1)[Module3]
・システムアーキテクチャ
・メモリモデル
・プロセスとスレッド
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 今回の演習内容を確認する.小テストの内容を理解する(3時間)
11 遠隔A,C Windows Embedded CE OS の内部構造(2)(Module3)
・同期オブジェクト
・割り込みモデル
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 今回の演習内容を確認する.小テストの内容を理解する(3時間)
12 遠隔A,C Windows Embedded CE OS 用デバイスドライバの概念(1)[Module7]
・デバイスドライバとは
・ドライバのタイプ
・ストリームドライバのアーキテクチャ
・ユーザーモードドライバフレームワーク
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 今回の演習内容を確認する.小テストの内容を理解する(3時間)
13 遠隔A,C Windows Embedded CE OS 用デバイスドライバの概念(2)[Module7]
・呼び出し側バッファの処理
・割り込み
・ストリームドライバのロード
・デバッグ
事前学修 Moodleにアップロードしてある今回の資料の内容を確認する(2時間)
事後学修 今回の演習内容を確認する.小テストの内容を理解する(3時間)

授業形式記号

  • A:一斉授業(通常の講義)
  • B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
  • C:体験、実験、実習、演習など
  • D:調査 分析、解析など
  • E:ものづくり、作品制作
  • F:グループワーク(ディスカッション・ディベートを含む)
  • G:プレゼンテーション
  • H:地域・企業 連携型学習
  • I:その他

到達目標

<修得する資質・能力(ディプロマポリシー)>
汎用的技能「技術者として必要な情報リテラシー能力を有する。」【DP-T-2-1】

本講義では、OSの基礎知識、構成、そして各機能に関する概念を学習する。
また、Windows Embedded CEが搭載されたデバイスエミュレータを実習に使用して、実際に動作している仕組みを体験し、実践的な知識の習得をする。

評価方法と評価観点

評価方法 配点合計知識・理解力応用力コミュニケーション力態度・志向性創造力 合計
定期試験またはレポート試験 0%
小テスト、小論文 20% 70% 10% 10% 10% 100%
グループワーク 0%
プレゼンテーション 0%
レポート、宿題 0%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 80% 20% 20% 20% 20% 20% 100%
作品、パフォーマンス(実技、実演) 0%
その他1(具体的に: 0%
その他2(具体的に: 0%
100% 30% 18% 16% 18% 18% 100%

教科書・参考書

教科書:PDF資料を配布する。

オフィスアワー

授業の前後に質問に対応します。

その他

実務経験のある教員による授業科目

本講義では、NECソリューションイノベータ株式会社の第一線の組み込みをはじめとする多岐分野のソフトウェア開発経験を保有する技術者を講師として迎えることにより、最新の開発技術を習得します。
山下 喜宏
NECソリューションイノベータ株式会社
Microsoft MVP for IoT

小川 英孝
NECソリューションイノベータ株式会社

坂本 久
NECソリューションイノベータ株式会社

丸川 一志
NECソリューションイノベータ株式会社