理工学部Faculty of Science and Engineering
ELC200XE（電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 200）組込ソフトウェア開発Embedded system development I
若林 哲Satoshi WAKABAYASHI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H6035 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 水2/Wed.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
応用情報工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Learn the basics of embedded software from actual examples and learn techniques to actually create embedded applications using Arduino UNO.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
組込ソフトウェアの基礎を実例から学び、実際にArduino UNOを用いて組込アプリケーションを作成する技術を習得する。
到達目標Goal
組込ソフトウェアの基本を習得し、Arduino UNOを使い、実際にデザインができるようにする。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
授業の前半はテキストを用いた座学により、組込ソフトウェアの基礎を学び、後半ではArduinoを用いたプログラミング設計とその実装について演習する。課題のフィードバックは授業内で個々に実施する。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1：組込システムの基礎
組込システムの基礎を学ぶ。
Arduino UNOの開発環境を準備する。
2：組込システムとArduino
組込システムのデータやM2MやIoTの基礎について学ぶ。
Arduino UNOを実際に動かす。
3：Arduinoのハードとソフト
Arduinoや電子部品の歴史や成り立ちを学び。
LEDをArduinoで操作する。
4：組込システムのハードウェア
マイコンのアーキテクチャや命令がどう実行されるかを学ぶ。
Arduinoでタクトスイッチを操作する。
5：組込システムのソフトウェア
組込ソフトウェアの構成を学ぶ。
光センサを用いてLEDを操作する。
6：組込ソフトウェア開発
組込ソフトウェアの開発環境とはどのようなものかを学ぶ。
超音波センサを用いて距離測定を行う。
7：モデルベース開発
組込システムのモデルベース開発について学ぶ。
赤外線距離センサを用いて距離測定を行う。
8：セキュリティ
組込システムのセキュリティについて学ぶ。
7SEGLEDを用いてArduinoで表示させる。
9：ディペンダビリティ
組込システムのディペンダビリティについて学ぶ。
Arduinoで温度計を作成する。
10：ユーザビリティ
組込システムのユーザビリティについて学ぶ。
Arduinoで湿度計を作成する。
11：各種センサとサーボモータ
各種センサやサーボモータなどのアクチュエータについて学ぶ。
Arduinoでモータを制御する。
12：データシートからArduinoで制御
データシートを頼りに8x8ドットマトリックスLEDと3軸加速度センサーを用いてシステムを作成する。
13：MATLABでArduinoを制御
MATLABからArduinoシステムを制御する。
14：プレゼンテーション
自分の作成した組込システムを発表する。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】テキストとして配布するSTARC教材を自習し、章毎のの理解度テストをEtude's上で実施する。授業で提示する課題は時間内で終わらない場合には時間外に完成させレポートにまとめ提出をすること。
テキスト（教科書）Textbooks
講義資料は授業の数日前にEtudesよりダウンロードできるように準備し、PDFで配布する。
STARC大学支援講座「SoC設計技術講座」組込みソフトウェア設計編
参考書References
「Arduinoをはじめよう」第3版
Massimo Banzi著 船田巧訳 オーム社刊 本体価格2000円
ISBN978-4-87311-733-1
成績評価の方法と基準Grading criteria
評価方法：授業内に提示する課題レポート（40%）と理解度テスト（30%）、最終プレゼンテーション（30%）により総合的に評価する。
評価基準：本科目において設定した達成目標を60%以上達成している学生を合格とする。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
実際に組込システムとはどのようなもので、どのように設計されるのかを学び、センサやLEDを実際に操作するハードウェア演習を行い、卒論・修論の研究で活用できる基礎知識を習得できるようにする。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
Arduino UNOをベースとした実習用教材一式(学科で準備)
貸与ノートパソコンまたはArduino UNOを制御可能な情報機器
その他の重要事項Others
Arduino本体および実習機材は授業期間は貸与するので、演習等を自宅で作成しレポートをまとめることになる。また、センサ等の部品含め各自で様々な演習を試し、後の卒研などの下地を作ることを目的としている。
オンラインでの実施の場合には機材を各自へ送付し、演習課題を自宅で実施する。オフラインの場合にも授業内での演習以外は自宅へ持ち帰り実際に機材を使用する点では変わらない。