ハードウエア教材における「失敗」の意義

Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/

ハードウエア教材における「失敗」の意義

秋田純一（金沢大学）

05/02/2023 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/

自己紹介金沢大 (’98 ～’ 00 ・’ 04 ～ )公立はこだて未来大 (’00 ～’ 04)

’95 〜’ 00: はこだて未来大計画策定委員実は’ 00 ～’ 03:RoboCupper

本業：集積回路、　　　　特に（機能つき）イメージセンサ

副業：はんだ付け好きなはんだは Pb:Sn=60:40

（狭義の） IT は専門ではない？（狭義の）プログラミングは専門ではない？


“My favorite programming language is … Solder”※solder= はんだ付け


はんだ付け

プログラミング言語

「何かをつくる」ための道具※ 目的ではない

IT ＝プログラミング？論理思考＝プログラミング？

プログラミング教育＝ IT 技術者育成？

05/02/2023 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 5

失敗から学ぶ：「手軽に試せる」環境

http://www.viscuit.com/column01/column02/

原田康徳氏（ NTT CS研）


ハードウエア界のパダライムシフト

ref: http://www.intel.com/jp/intel/museum/processor/index.htm

傾き： ×約 1.5/年

G.Moore が 1965 年に論文 [1] で述べる→ C.Mead が「法則」と命名→「予測」→「指針（目標）」へ[1] G.E.Moore, "Cramming more components onto integrated circuits," IEEE Solid-State Circuit Newsletter, Vol.11, No.5, pp.33-35, 1965.


ムーアの法則とコンピュータの歴史

DEC VAX(1976)1MIPS

Cray-1 (1978)100MIPS

MIPS ： Million Instruction Per Second （１秒間に実行できる命令数）

（世界最初のスーパーコンピュータ）

「世界トップの高速化」＋「身近なものにも高速化の恩恵」の２つの側面がある

20000MIPS

10MIPS

100MIPS

20MIPS20000MIPS

109MFLOPS


「 LED 点滅（ L チカ）」のパラダイムシフト

コスト面：マイコン○（「もったいなくない」）

機能面：マイコン○（多機能・仕様変更も容易）

マイコン使用部品点数＝１コスト： 100

円

発振回路 (555)部品点数＝ 4コスト： 150

円 while(1){ a = 1; sleep(1); a = 0; sleep(1);}

※ さすがに PC ではちょっと・・・


ムーアの法則がもたらした「思考サイクル」の変化ふつう：「考える→試す」のサイクル

場合によっては「基板設計から」＝始まるまで 2 週間

壊さないように、仕様を満たすように（技術者の常）

Arduino ＋ブレッドボード：「考えながら試す」が融合している（サイクルが短い）良くも悪くも「向こう見ずな試行錯誤」が可能（ 15

分で動く）「データシートをちゃんと読まずに動かしてみる」

が可能でもけっこう壊れない（ムーアの法則で意外と丈

夫）5V 出力ピンに LED 直結とか

壊れたらまた買えばいい（ムーアの法則で意外と安い）秋月で売っている。 DigiKey で売っている。入手が劇的に容

易


最近の部品は壊れない？「 LED に過電流を流して焼く実習」＠

IAMAS＝部品の限界を知る

「最近の LED は壊れなくて困る」（ by 小林先生＠ IAMAS ）

Arduino （ Atmel の Atmega ）もけっこう壊れない（永久保証 by SwitchScience ）失敗できる安心感限界を知る機会の喪失

最初から「抵抗内蔵 LED 」を使ってしまう危険


LSI 設計で「失敗」できるか？「専用品」（カスタム LSI ）は？：現状、無理例：学部１年生に LSI を作らせる？「高いんだぞ・・・」「失敗したらシャレに

ならんぞ」「ツールの使い方が難しいぞ」「基礎知識（回路理論など）をいっぱい勉強

しろ」「ちゃんと動かすのは難しいぞ」

作れない→経験できない→学べない

「そこそこの LSI製造技術」なら、実は不可能ではない： MakeLSI:

Education

ハードウエア教材における「失敗」の意義