2010.7.23
JaSST’10Kansai

文部科学省 科学技術振興調整費「地域再生人材創出拠点の地域再生人材創出拠点の形成」
形成」～奈良県とその周辺地域を対象とする～「元気なら組み込みシステム技術者の養成」のご紹介

GENET/奈良工業高等専門学校
1

科学技術振興調整費「地域再生人材創出拠点の形成」としての提案
平成19年度文部科学省科学技術振興調整費地域再生人材創出拠点の形成事業において、奈良工業高等専門学校が提案した「元気なら組み込みシステム技術者の養成」が採択されました。
期間：
平成19年度から平成23年度の５年間
対象地域：奈良県を中心に中小企業を数多く抱える周辺の東大阪市、八尾市、京都府南部

組み込みシステム技術
高機能化と知能化開発型企業への展開
地域産業の活性化
素材・部品産業から高度装置産業へ

2

1

本事業の指針
講座、実習内容は地域の現状を把握し、いたずらに最新技術等を追うのでなく、ゼロの状態から最終製品までの設計・製作・製造過程を丹念に紹介し、組み込みシステムを利用した製品の企画、設計、製造までを実施できる技術者の養成を行います。
これらの実現には技術教育だけでなく、現場に戻ってからのサポートが重要です。本事業ではそのための開発サポートも提供します。
元気なら組み込みシステム技術者の養成 実施体制

本事業の展開２つのパートを展開する総括責任者（学校長）

奈良高専

奈良県・奈良工業会等

奈良先端科
学技術大学
院大学，甲子園大学等連携（講師派遣等）

企画・評価委員会
カリキュラム検討グルー
プ

プロジェクト推進グループ
・電気工学科教員
・電子制御工学科教員

反映

奈良県
中小企
業支援センター・情報工学科教員

将来構想
グループ(NPO法人等による継続化検討）

・客員研究員

東大阪市・商工会議所等

組み込みシステム

八尾市・中小企業サポートセンター等

技術教育

京都府南部・京都府中
小企業技術センタ等

・外部専門家実施
連携（受講者の推薦等）「元気ならNPO法人等継続化（将来）
組み込みシステム技術者の養成」
プロジェクト
奈良高専

受講対象者

中小企業開発型企業へ

地域産業の活性化

3

アドバンストコース
開発手法
テスト手法

開発サポート

組み込みシステム研究センター

養成修了者

地元

組み込みシステム

ペリフェラルズコース

回路シミュレーションプログラマブル
デバイス

プログラマブル
ハードウェア

設計手法

ハードウェア
記述言語

リアルタイムOS

アクチュエータセンサー

アナログ回路基礎要素

ディジタル回路

マイクロコンピュータ＾
ベーシックコース

メカトロ

プログラム
記述言語

42

小規模組み込みシステム
決まった計測、制御のみ。
単機能、OSなし
例：温度制御装置

３つのコースのマッピング
ソフト的
技術レベル
高機能

中規模システムの開発
中規模組み込みシステム
操作機能、記憶機能、通信機能等を含む。
OSあり
例：家電制御大規模システムの理解

小規模システムの開発
中規模システムの理解

アドバンス
トコース

ベーシックコース

高性能なハードをもつ
中規模システムの開発

大規模組み込みシステム
ネットワーク、システム運用、高速動作。
多機能、OSあり
例：携帯電話端末、小規模システムの開発
自動車制御
高性能なハード開発

ペリフェラルズ
コース
ハード的
技術レベル
高性能

5

・養成対象者 奈良県、八尾市、東大阪市、京都府南部の社会人の技術者、技能者・3年間で3コースが完成、１コース60時間
標準化：組み込み技術者試験、公的資格(ETSS、ETEC等)に準拠
実践的教育手法：実習重視、すべてのコースで学習時間の半分が実習電子化：テキスト･講義等のWeb配信、Eラーニング
・養成目標人数 各コース２０人、事業全体で240人
・客員研究員、外部講師の協力
組み込みシステム養成コース

平成19年度

平成20年度

平成21年度

平成22年度

平成23年度ベーシックコース（組込みスキル標準(ETSS)
エントリレベル）

アドバンスドコース（組込みスキル標準(ETSS)
ミドルレベル）ペリフェラルズコース（センサ、メカトロ、応用関係技術習得)

組み込みシステム開発サポート（技術相談、開発環境の提供等）
プログラムの継続発展に向け
NPO法人の設立検討

6

3

講座会場には利便性を考慮し東大阪クリエイションコアを使用
併せて、広報、教育支援の出先として産学交流室のサテライトを設けた。
（一部コースは奈良女子大学で開催）

7

2010年度ベーシックコースカリキュラム
2010年度のベーシックコースでは組み込み技術の基礎となる組み込みマイコンについての基礎技術を習得します。講座は２つのブロックから構成されます。ブロック１は組み込みシステムを理解するための基礎事項の学習を実習をともなって行います。ブロック２はAVRマイコンを使用した簡単な実験ボードを製作し、組み込みマイコンおよび電子系の物づくりを体感します。また、より高度な機能を持
つ32ビットマイコン、FPGAデバイス、組み込み技術スキル標準についても紹介し次のコースへの橋渡しをします。
回

日程

実施内容

ブロック１：組み込みシステムの技術要素の基礎を学ぶ
1

4月 24日アナログ回路2

5月

デジタル回路8日

3

5月 15日4

5月 29日C 言語基礎56月

組み込みC言語5日

マイコン

ブロック２：AVRマイコンを使って組み込みシステムを体感する
6

6月 12日AVRマイコン概説、テストボード製作

7

6月 26日プログラミングの実際1

8

7月

3日

プログラミングの実際29

7月 10日プログラミングの実際3

10

7月 24日プログラミングの実際411

7月 31日組み込み技術者スキル標準

12

8月

FPGAによるマイコンの実現

7日

84実習補助には本校学生(毎回５名）が参加し、きめ細かな実習支援を行う。

9

2009年ベーシックコースで使用した実習ボート
毎年改良している

CPUはAtmel
ATMega644p
受講者が製作する
JTAG-ICE
による書き込み、デバッグ105

2010年度アドバンストコースカリキュラム
2010年度のアドバンストコースは、具体的な製品（デジタル時計）の企画・設計・実装・テストを数名のチーム実習を通じて製品開発の必須技術を習得します。
本コースを修了することで組み込みシステム開発に必要な技術要素等が理解でき、具体的な組み込みシステムを導入した製品の企画・開発に役立ちます。
回

日程

実施項目

1

8月21日

開発方法論/マイコン復習

チーム分けと自己紹介

2

8月28日

システム開発演習
分析
システム設計システム開発演習（時刻設定付２４時間時計）
課題と作成ドキュメント解説 OSとミドルウェア入門 要求仕様書
システム機能仕様書
システムテスト仕様書／完了報告書システム設計レビュー票

3

9月4日

プログラム設計
プログラミング

プログラム構造設計書
モジュール設計書 コーディング

4

9月11日

テスト

テスト／障害票

5

9月25日

演習発表
練習問題
応用演習
分析

6

10月2日

システム設計システム機能仕様書

7

10月9日

プログラム設計

システム設計レビュー票

8

10月16日プログラミング/テスト

コーディング

9

11月6日

開発報告書

テスト／障害票

10

11月13日演習発表最終試験

実施内容
開発方法論

ＡＶＲマイコン復習

メトリクス

開発工程を２回ローテーションするシステム開発演習発表
練習問題
応用演習（アラーム＆ストップウオッチ付年月日時分秒時計）
課題解 要求仕様書
システム仕様書／完了報告書
プログラム構造設計書

システム設計レビュー票

モジュール設計書

テスト／障害票
メトリクス

開発報告書

応用演習発表会
最終試験

11

新しく製作したアドバンストコース用教材ボード
簡単なハードであってもユーザインターフェースが絡んでくるととたんに解法は発散する

2009年度版・シンプルな構造とした。

126

アドバンストコースは1日6時間で10日(計60時間)のコースです。この間に5～6人のチーム構成でＶ字モデルに従って開発を体験いただき、組み込みシステム開発の流れを学びます。
コース前半はハードの理解や、チーム開発、Ｖ字モデルに慣れていただくために、時計の基本機能の実装を通じで、開発に必要なドキュメント作りなどをＶ字モデルに従って実習します。後半は、前半の経験を活かし、各チームなりの仕様を加えて再度Ｖ字モデルに従って開発工程を実習します。
前半は講師側で細かく指示を行いますが、後半は各チームの裁量に任せて進めます。
2009年度の実習課題は「時計」です。「時計」という題材は、誰もが知っている最も有名なシステムのため・「時計」というシステム自体の定義がほぼ不要である。
・経験的にこうあるべきという姿がイメージしやすい。
・システムとしてもシンプルかつ拡張性がある。などの理由から選択しました。
13○2009年度アドバンストコース 24時間時計 仕様
ハード仕様
・液晶表示機 16文字x2行
・操作ボタン４つ・ブザー・赤色単体ＬＥＤ・マイコン(8ビット、OSなし)
・ＲＴＣ(時計用クロックモジュール、バックアップ付き)
ソフト仕様
・24時間表示が可能な時計機能を実装する(操作イメージはデジタル時計、時刻設定、アラーム設定など)
時分秒が確認でき、編集できる機能を備えるということを最低限の仕様にします。演習では、前半は最低限の仕様の実現を目指し、後半はこれに機能の追加(アラーム機能の実現など)を各チーム毎に考え、実装及び簡単なテスト、仕様策定時に検討した総合テストや各機能毎の単体テストなど、を実施します。
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2010年度ペリフェラルズコースカリキュラム
2010年度のペリフェラルズコースは、ハードウェア記述言語を用いたプログラ
マブル・デバイスの設計に焦点を当て、効率よく専用ハードウェアを開発する一連のプロセスと技術要素を習得します。本コースを終了することで習得した知識をハードウェアを含めた組み込みシステムからなる製品の企画・開発に役立てることが出来ます。
回

日程

実施内容

ブロック１：デジタル回路を復習し、Verilog HDLによるハードウェア設計手法の基礎を学び、FPGAで回路を実現する方法を習得する。
１

2010年11月27日

座学：ＨＤＬを用いた設計入門

２

12月4日

座学：組合せ回路の設計手法

３

12月11日座学：順序回路の設計手法

実習：開発環境習得、ＦＰＧＡボード習得
実習：ＦＰＧＡボードで組合せ回路を実現
実習：ＦＰＧＡボードで順序回路を実現

ブロック２：ブロック１を踏まえ、２４時間時計を題材に、仕様作成からＦＰＧＡにインプリメント、テストまでの一連の流れを、Verilog HDLを用いて実習、実践的なハードウェア設計手法を習得する。
４

12月18日５

2011年1月15日

座学：仕様作成およびカウンタ設計の手法

実習：仕様検討とレビュー

６

1月22日

座学：Ｍｏｄｅｌｓｉｍによるシミュレーション法習得とシーケンサ作成手法

７

1月29日

座学：実習まとめ座学：単相同期回路設計とカウンタのキャリー作成手法

実習：60秒、1時間、24時間各カウンタの設計
実習：シーケンサ作成

実習：時刻設定機能付24時間時計の実現と機能確認、実習報告会

ブロック３：ハードウェアとソフトウェアの総合システム設計の手法をソフトＩＰ型ＣＰＵの組み込み実習を通して習得する。
最後におさらいと理解度確認テストを実施する。
８

2月5日

座学：ソフトＩＰ型ＣＰＵとユーザペリフェラルの接続
実習：ＥＤＫツール習得、ソフトＩＰ型ＣＰＵとユーザペリフェラルの組み込み、制御ソフト作成

９

2月19日

座学：ソフトＩＰ型ＣＰＵを用いたプログラミング

１０

2月26日

座学：回路記述と検証記述の注意点
理解度確認テストの実施

導入からソフトコアCPUまで

実習：ソフトＩＰ型ＣＰＵを用いた総合実習

実習：誤った記述の修正とシミュレーション実行

15

組み込みシステム 開発サポート• 組み込みシステムの開発環境の導入の支援• 組み込みシステムの問題解決の支援– （メーリング・リスト、技術相談）• 奈良高専との共同研究等による技術の高度化の支援• 奈良高専との共同研究等によるインキュベーション環境の提供

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サポート・パートの充実

GENETホームページ

TOP画面

GENET ROOMの予約ページ

カリキュラム紹介ページ

Eラーニングページ

17

地域振興のための次の一手受講者が修得したスキルをいかにビジネスにつなげていくかも肝要です。直接ビジネスに関わるような取り組みは、教育関係者が主となってすることではないかもしれません。
しかし、そういったことを、まったく考えないというのはいかがなものでしょう。まずは、これらを意識した情報発信の場の提供を開始しました。

１．

受講企業間のネットワーク構築をめざして！

第一回『ＧＥＮＥＴ元気なら組み込みシステム交流会』
日時： 2010年3月12日（金） 14：30 ～ 19：00
場所： クリエイターズプラザ（東大阪）
開始３年目終了時点で『元気なら組み込みシステム技術者の養成』講座は全3コース、のべ７コースを実施し、その間の受講企業数、受講者数は、８４社のべ１７５名（平成２２年１月現在）に達した。これら受講企業の方や受講者を対象として、受講企業や受講者間の相互交流を目的とする『ＧＥＮＥＴ元気なら組み込みシステム交流会』を立ち上げ、その第一回を開催しました。

２． ＧＥＮＥＴビレッジ at ETWest2010
日時： 2010年6月17日、18日
場所： インテックス大阪
よりビジネスに近いサポートとして、組込み総合技術展にて『元気なら組み込みシステ
ム技術者の養成』受講者企業と共同で展示紹介ブースを出展しました。
189

受講企業３社と共同でGENETビレッジを展示
19

科学技術振興調整費
地域再生人材創出拠点の形成事業

元気なら組み込みシステム技術者の養成
GENET〒６３９－１０８０ 奈良県大和郡山市矢田町２２番地
奈良工業高等専門学校 総務課総務係「元気なら組み込みシステム技術者の養成」事務局
ＴＥＬ：０７４３－５５－６０１３
ＦＡＸ：０７４３－５５－６０１９

kumikomi@jimu.nara-k.ac.jp
http://www.genet-nara.jp/

2010