【最終回】第8回 CPUの改良策 高校生のための自作CPU［入門編］～AIやロボットの頭脳はこうなっている～

【第8回のみどころ】 コンピュータとして機能させるための最低限の機能だけをもつCPUであれば，自作は決して難しくありません．あとはディジタル回路の実装知識，つまり言語やツールの使い方を身に付ければ，実際にCPUを自作して動かすことができます． せっかく自作にトライするのであれば，割り込みやパイプラインなどの追加知識をもう少しもつだけで，市場に出回っているCPUほどではないものの十分実用性がある物にすることが可能です．今回は実用性をもたせるうえでの改良の手がかりをいくつか紹介します．〈森岡 澄夫〉 ＜イチケンも毎日使う！＞「DigiKeyからのお知らせ」はイチケン特別版として、DigiKeyの部品表管理ツール「myLists」やAPIなどを活用して、部品調達を効率化できる方法を紹介したウェビナーをご案内致します。オンデマンド配信していますので、いつでも何度でも無料でご視聴ください。 ➡https://event.on24.com/wcc/r/4785998/... 【本シリーズ動画一覧】 ▷再生リストはこちら：   • 高校生のための自作CPU［入門編］～AIやロボットの頭脳はこうなっている～   第1回　コンピュータの中身と動き 第2回　部品どうしをつなぐ「バス」 第3回　メモリマップとアドレス 第4回　CPUが行える計算 第5回　最小CPUの命令セット 第6回　CPUの内部の動き 第7回　CPU内部で使う回路 第8回　CPUの改良策　←この動画 【本動画シリーズの目的と狙い】 CPUを自作するために必要な知識を直感的に説明します．CPUの原理を理解することは，設計者としての技量を高めるうえでおおいに役に立ちます．まずなにより，知的好奇心が満たされます． 2進数や回路素子といった細かい話から積み上げるのではなく，身近なスマホやパソコンを例にした話から始めます．その中にあるCPUの動作をアニメーションによって説明します．CPUを自作するうえで重要なのは，それがどのような動作をし，なぜそれで上手く機能するのかを把握することです．〈森岡 澄夫〉 本動画シリーズでは、エンジニアを目指す高校生に最適な学習素材・CPUを自作することを目標としています。今回の入門編は全8回で、「CPUは周りとどう連携するか」、「CPU自身は何ができるのか」、「CPUの中はどうなっているのか」を、段階的に学びます。 CPUは、高速な演算処理、動画再生や検索、決済などを実現するコンピュータの中心素子として、AIサーバやスマホに搭載されている主要な半導体です。宇宙、ロボティクス、自動運転など、先端技術が次々と誕生する現代では、自身で試行錯誤を重ね、カスタムなCPUを設計・実装できるスキルは、エンジニアとして強力な武器になります。 実際に開発エンジニアとして第一線で活躍する講師が、高校生・大学生のときにどのように学習したのか、実体験も聞けますので、ぜひ第１回から第８回まで通してご覧ください。〈DigiKey〉 おまけコーナーで紹介したFPGAを始め、DigiKeyで購入可能な関連製品はこちら↓↓↓ ●Xilinx製FPGA“Zynq Ultrascale+ MPSoC”ファミリのXCZU3EG搭載評価ボード【GENESYS ZU-3EG ZYNQ ULTRASCALE+】（Digilent製） https://www.digikey.jp/ja/products/de... ●Xilinx Zynq Ultrascale FPGAスタータキット一覧 https://www.digikey.jp/ja/products/fi... ●Xilinx製FPGAスタータキット一覧 https://www.digikey.jp/ja/products/fi... ●Digilent製FPGAスタータキット一覧 https://www.digikey.jp/ja/products/fi... 【主催】DigiKey Electronics　https://www.digikey.jp/ 【企画・映像制作・字幕】ZEPエンジニアリング株式会社　https://www.zep.co.jp/ 【講師】 ●モーリー（森岡 澄夫，Sumio MORIOKA, Ph.D.） インターステラテクノロジズ株式会社 シニアフェロー 兼 衛星研究開発部長   / sumio.morioka   2016年入社，MOMO初号機前からアビオニクス研究開発に従事．会社のアーリーステージに少工数・短時間・低コストでロケットを作らなければならず，知恵と経験をフル活用．現在は宇宙機用電子通信技術の先端的研究や外部機関との連携推進などを担当．入社前は大手電機4社でLSI研究者 兼 事業開発．PlayStation Portableなどの製品開発も多々経験．ZEPエンジニアリングのキット付きセミナおよびVODや月刊インターフェース，トランジスタ技術などでも活躍中． ●はらい（HARAI） 機械工学科を卒業後，FA，自動運転車開発などに携わる．2019年よりロケット開発を行う民間スタートアップ企業にて，宇宙機用電子機器の開発を行う．機体電力系，電装系設計などに従事． 【講師著書】 （1）森岡 澄夫，［VOD/KIT］一緒に動かそう！Lチカから始めるFPGA開発【基礎編＆実践編】，ZEPエンジニアリング．https://www.zep.co.jp/smorioka/movie/... （2）森岡 澄夫，FPGA/Zynqで作るカスタム・コンピュータ・チップ，ZEPエンジニアリング．https://www.zep.co.jp/smorioka/articl... （3）インターステラテクノロジズ，宇宙ロケット開発入門，トランジスタ技術SPECIAL No.155，CQ出版社．https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books... （4）原井 達紀，［VOD］定番3D CAD「Fusion360」＆プリンタ 10の活用ノウハウ，ZEPエンジニアリング，https://www.zep.co.jp/tharai/movie/z-... ▷チャプターリスト 1:12 今回の内容 3:08 1．スタックとサブルーチン 8:39 2．割り込み 11:33 3．命令実行の高速化 13:25 4．キャッシュとメモリ階層 14:41 5．DMA（Direct Memory Access） 15:41 6．拡張命令やアクセラレータ 15:58 7．デバッグ支援 16:41 おまけ：自作CPU派に！お勧め開発キット #digikey #cpu #スタック #サブルーチン #スタックポインタ #ヒープ #os #プリエンプティブマルチタスク #fpga