CPUから自作する教育用PC「MieruPC」 55
ストーリー by hylom
こういうのは高校時代にやっておくべき 部門より
こういうのは高校時代にやっておくべき 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、
東京工業大学の吉瀬謙二講師らが、「中身が見える計算機システムを構築する」ことを目指す「MieruPC」というプロジェクトを進めているそうだ（ITmediaの記事）。計算機のハードウェアおよびソフトウェアについて、学生が理解できるようなシステムを作るのが目的で、CPUはFPGAにより独自のものを制作、ハードウェアは必要最小限かつ低価格のもので構成され、テキストエディタやテトリスに相当するゲームが動作するとのこと。Linux From Scratch のハードウェア版のようなものだろうか。
CPUは32ビット対応で動作クロックは45MHz、メモリおよびVRAMはそれぞれ512KB、液晶ディスプレイはPSPのものと同じものを使用。OSやソフトウェアについてもすべて独自のものを作ったという。教育用PCというと、かつてのワンボードマイコンを思い出すが、性能的には向上しているのにサイズは小さくなっているのが感慨深い。ちなみに、MieruPCは同大発のベンチャー企業「Mieru PC」から販売も行われているそうで、7月中出荷予定の「MieruPC2010」の価格は5万円台とのこと。
作っている人も楽しそうでした (スコア:2, 興味深い)
当時は大学院生の方が応対してくれましたが、とても楽しそうに説明していただいたのが印象的です。
そのときは、アットマークテクノのSUZAKUで動いていたような記憶があります。
CPUは独自とありますが、MIPSアーキテクチャでgccのクロスコンパイラとソフト開発に利用可能なMIPSシミュレータも見せてもらえました。
（独自のコンパイラは作らないのかと聞いたら、そういうのは新規に作らず既存のものを使って行く方針と言われて残念だったことも覚えています。）
翌年のET2009でも出展していましたが、記事の写真のように独自設計のボードで小型化されており、モバイル用の電源が使えればPDAを作れそうな感じでした。
ハードとソフト両方の日本語のドキュメント（論文含む）が豊富で工学系の学生向けの教材としては魅力的なのですが、
FPGAを扱える技術者から見れば近年のFPGAボードのスターターキットと比べると見劣りするのは否めないです。
（元々MieruPCは教材向けですから比較すること自体が間違っているとは思います。）
恐らく今年の12月に開催されるET2010にも出品されると思いますので、興味がある方はそちらで見られてはいかがでしょうか。
# どうしようかな、ポチろうかな。
# でも、夏の賞与はSpartan-6の評価版に突っ込む予定だし・・・。
Re: (スコア:0)
>（独自のコンパイラは作らないのかと聞いたら、そういうのは新規に作らず既存のものを使って行く方針と言われて残念だったことも覚えています。）
近くの研究室でMieruPCをターゲットにしたSchemeコンパイラを作ってましたよ。
なんだよ (スコア:1, 参考になる)
VGA出力端子、PS/2入力端子、LAN端子なども付いてるぞ。
ゲート数が足りないならVGA端子ないけど、Spartan-3Eスタータキットで。
Re: (スコア:0)
中身がみたければPCのフタ空ければいいだけだし。
なんか、中途半端。
Re:なんだよ (スコア:1)
シミュレーションだけだと味気ない。
7セグはワンセグとは関係ありません (スコア:0)
>シミュレーションだけだと味気ない。
実機かシミュレーターかは関係ないのでは？
PC上のシミュレーターに、
7セグLEDとスイッチを並べたり、紙テープリーダーを自作したり、
紙テーププリンタ接続したりするだけでも、
おもしろいものになりそうですけどね。
中身が透けて見えたって、何も面白くないと思う。
動きをどう見せるかを考えずに作っても、まともな教育部材にはならないでしょうね。
まあ作った達成感くらいはあるでしょうが。
ハードを作るのは、学生がみな同じものを作れるような配慮じゃないの？
ソフトだけだったら、センスがない奴はいつまで経っても仕上がらないからね :-p
Re: (スコア:0)
キーボードと液晶モニタは手持ちを流用
なぜ、MieruPCの人達は自前で作ったの?
なんか補助金とか貰うため?
高校でやれだと？ (スコア:1, 興味深い)
普通科の教員や全国高等学校長協会に、教科情報を潰されそうな状況の中で、そんなことをしている時間はありません。
ついでに、今回のような内容を授業に組み込もうとすると、内容を逸脱しすぎていると校長や周囲から、更には情報科の教諭からも文句を言われることでしょう。たとえその教科名が「情報実習」であったとしても。
まぁ、韓国ならできるでしょう。教育の内容については、日本は後進国に追い越されつつあります。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
工業高校の情報技術科、しかも情報技術基礎じゃなくハードウェア技術の実習あたりなら意味があるんじゃないですか？
これとて、現状の工業高校の状態（生徒・教員共）を無視した放言であることは否めないですが。
それっても「見える」の？ (スコア:1)
バラのTTLで作るCPUは、レジスタだろうが制御線だろうがテスターのプローブを当てればどうなってるか測れるという「見えると実感できる」利点があります。 ただ、手間の点で難しすぎるし、出来るCPUだってショボイのしかできないけど・・・・
Re: (スコア:0)
＞バラのTTLで作るCPUは (中略) 出来るCPUだってショボイのしかできないけど・・・・
CPUの基本を理解させるためなら電卓程度のCPUでいいんじゃないかと思う。
それでも理解しようとする気がない奴にはブラックボックスと変わらないが、ハードルは下げられるよね。
それをマスターした先の段階にこういう教材をもって来るんならいいんだが…
#本当にやる気の有る奴は高校生でもHDL使えるし、単位取れればいいとしか思ってない奴には無意味だと思うけどね。
Re: (スコア:0)
初期のマイコンみたいに割り込みまわりをサボるとあとで苦労するんだ
CPUからって・・・ (スコア:0)
と思わず期待（？）してしまった。
Re:CPUからって・・・ (スコア:2, 興味深い)
昔、大学の授業でFPGAでCPUを作る（論理素子から）というのをやったことがありますが、8bitで命令数も数個の奴を作るだけで大変でした。
しかも必修だったので、泣きそうになりながら徹夜でALUとか配線したものです。
乗算作るのめんどくさくて加算命令組み合わせてマイクロコードにしたりしたなあ。
Re: (スコア:0)
某調布大学のことですね、わかります。
Re: (スコア:0)
今は、選択科目になっております。履修する学生は非常に少ない。
Re:CPUからって・・・ (スコア:1)
リレーではないんですかね
Re: (スコア:0)
Re:CPUからって・・・ (スコア:1)
半田ミスで動作しないか。
鵺の啼く夜は恐ろしい
Re: (スコア:0)
Re:CPUからって・・・ (スコア:1)
レゴのやつって仕組みを良く知らないけど、三次元実装ってことになるんですかね。
中心部が熱で溶けたりして。
鵺の啼く夜は恐ろしい
Re: (スコア:0)
階差機関 [woz.org]までなら・・・
Re:CPUからって・・・ (スコア:1)
レゴで論理回路を再現しているサイトがありましたね。
全加算回路くらいならできそうな気がしましたが、手持ちのパーツが足りなかった
ので断念しました。
「レゴでメカニカル論理ゲート」
http://japanese.engadget.com/2006/01/22/lego-logic-gate/ [engadget.com]
学研が出してた大人の科学４ビットマイコンを再現するには、どれくらいレゴブロ
ックが必要なのか想像もできません。
http://otonanokagaku.net/magazine/vol24/index.html [otonanokagaku.net]
Re:CPUからって・・・ (スコア:1, 興味深い)
ICが入手困難で作業場所もそれなりに広いのが必要になること、CPUの規模が小さすぎざるを得ないこと、本筋以外のところに手間がかかりすぎることから
最近はCPUはFPGAで作ることが多いようです
基板は手で配線して作ったりもするようですが
私もちょこっと設計したことはありますが、MMUつきの32ビットアーキ/16ビット実装にするとICは100個を超えてしまいます。マイクロコードも必要ですし。
Re:CPUからって・・・ (スコア:1)
当時、8bitの布線論理CPUをつくるのにブレッドボード4枚～5枚くらいたったかな？450nsのUV-EPROMが性能のボトルネックでした。
Re:CPUからって・・・ (スコア:1)
> 私の出身学科が在学当時はブレッドボードでTTLを組み合わせてCPUを作る演習をやってました。
同大学の別の学部の似たような学科にいたのですが、そっちのその演習がすごく羨ましかったです。
こっちの学科では、ブレッドボードにZ80とSRAM・EPROM・LED・スイッチを組むってだけのもの。
誰が作っても結果が同じというか、ただ配線するだけで頭を使う部分が全然ないし…
…でも、FPGAで組むとなるとあんまり羨ましさを感じないなぁ…
「1から作った」感がなさそうというか…
Re: (スコア:0)
>…でも、FPGAで組むとなるとあんまり羨ましさを感じないなぁ…
結構おもしろいですよ、FPGA学習キットの5万ゲートくらいのでも楽しい
#でもなぁ、手作りで楽しくつくったショボイＣＰＵより
#雑誌(インターフェース)の付属SH2Aとかの方が物すげぇ高機能なんだよな
#メモリ１Ｍバイトとかオンチップだし orz
昔の演習の後継? (スコア:0)
情工の演習で、CPU (8bit)の設計とFPGA上での実装、Verilogで論理・レイアウトの設計を
行いましたが、MieruPCってこの実習の後継なんでしょうか。それとも別演習?教えてください中の人！
それにしても自分で設計したCPUが動いたときは感動ものでした。
Re: (スコア:0)
Re: (スコア:0)
Re:昔の演習の後継? (スコア:1, おもしろおかしい)
ワイヤをかき分けたら中からZ80が出て来た…なんて話を聞いたことがあります。
自作≠組み立て (スコア:0)
「自作ＰＣ」での自作と言う言葉が誤って使われていると感じる昨今。
Re:自作≠組み立て (スコア:2)
じゃあ、自作じゃ無いPCって何でしょうか？
1) PCパーツを買ってきて、ネジ止めしただけのPC
2) 自分でCPUとかをはんだ付けして作ったPC
3) CPUアーキテクチャの設計から、実装まで自分でしたPC
4) シリコンの精錬からネジ止めまで自分でやったPC
作業した人が自作といえば、それは自作PCなんじゃないかと。
Re:自作≠組み立て (スコア:1)
> じゃあ、自作じゃ無いPCって何でしょうか？
境界は
> 1) PCパーツを買ってきて、ネジ止めしただけのPC
> 2) 自分でCPUとかをはんだ付けして作ったPC
の間、1は「自作」じゃないでしょう。
ホームセンターでメタルラックの柱と棚板を別々に買って、それを自宅で組み立てたからといって「自作の棚」とは言えない、という感覚。
Made in Japan と Assembled in Japan [wikipedia.org]の差ですね。
「メタルラックでベッドを作る」とかだったら、「自作メタルラック」じゃないけど「自作ベッド」とは言えるって感じで、
作業としては「組み立てるだけ」でも、その設計に独自要素があれば、自作と言ってもいいでしょうけど、
いわゆる普通の「自作PC」は、「PCの部品を組み立ててPCを作る」だけで、独自要素が入る余地が無いと思う。
そういう意味では、たとえばPCベースでテレビ録画サーバを作ったりしたら「自作のテレビ録画サーバ」とは言ってもいいと思う。
Re: (スコア:0)
>境界は
>> 1) PCパーツを買ってきて、ネジ止めしただけのPC
>> 2) 自分でCPUとかをはんだ付けして作ったPC
>の間、1は「自作」じゃないでしょう。
「その理屈」ならば、
キットや配線済みの基板を買ってきて半田付けするだけなら、ただの組み立て作業だよ。
与えられた回路図から、自分で配線して半田付けするあたりからが自作じゃないか？
Re: (スコア:0)
自作＝少しでもなんらかの設計をする、プランをたてる、くらいに考えたほうがよいのではないか。
Re: (スコア:0)
ちゃんと設計しているよ。回路図と基板設計は同じではない。
部品が載るような・ケースに収まるような基板選びとか、
基板上の部品配置とか、基板の分割とか、、、
ということで、同意ですね(^_^)
Re: (スコア:0)
そっちじゃなくて
> いわゆる普通の「自作PC」は、「PCの部品を組み立ててPCを作る」だけで、独自要素が入る余地が無いと思う。
いくらなんでもこんな単純な話ではない。
要求を定めて、電源と廃熱を確保して、相性問題や操作性などをクリアして、かつ安くあげる必要があるんで、みんな苦労している。
ハードディスクひとつとっても方式、メーカー、容量、RAIDにするか、ネットワークドライブにするかなど、解決すべきことは山積みだ。
「昨今」かよ！ (スコア:0)
レゴより簡単な組み立てでも、キットでなければ「自作PC」でしょ :-p
大手メーカー製でなければ、自作PCだと思っている輩もいそうだ。
PCケースだけがメーカー製でなくても、、、、(根拠なし)。
オープンハード？ (スコア:0, フレームのもと)
# なぜかフレームの元なのでAC
Re:オープンハード？ (スコア:1, すばらしい洞察)
それはクレームのもとでは。
Re: (スコア:0)
Re:オープンハード？ (スコア:1)
ホントにいいアジ文だと思いますよ。
書いたのが殿でさえなければ。
#Arduinoみたいのすら日本から出てこなかったのも全部殿の責任だと思うの。
Re: (スコア:0)
国内海外問わずオープンハードと見れば漏る貧言う奴がいまだにいるもんね(私やあなたも含めて)orz
#日本では同人ハードって言わないと
Re: (スコア:0)
#同人ハードと言われると
#マーキュリーユニットとか似非RAMとかのイメージだなぁ
Re: (スコア:0)
物体電送 (スコア:0)
未来人さんですね。
蝿が混ざらないように注意してください。
シミュレータでの演習はツライ (スコア:0)
シミュレータも不安定で、バグがあっても自分のコードなのかシミュレータが悪いのか、悩む演習でした。
# 結局自分のコードがヘボだったのですが...
Si 基板上の CMOS IC デザインから、命令セットデザインまで一通り教えてくれた会津大学に感謝。
//嶋先生に直接講義してもらった世代なので AC。
Re:シミュレータでの演習はツライ (スコア:1, すばらしい洞察)
シミュレータだからの問題ではない。
自分のコードのヘボさに気づかないので、ほかのせいにしたがるだけです。
まあ、誰もが通る道。
ちょっと書いたヘボいコードよりもベースシステムのほうがよくテストされているわけです。
ベースシステムのバグを見つけるのは、ヘボいコードのバグを見つけるより、数倍たいへんです。