JP3970021B2 - ディジタル回路実験・実習遠隔教育方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する分野】
本発明は、講師と離れた場所にいる受講者に対して、実験、実習などを行うための遠隔教育方法に関する。
【０００２】
場所、時間に関係なく、複数の受講者に対して教育が可能であるため、しばしば遠隔教育が利用されている。遠隔教育では講師の意図または受講者の状態が伝わりにくいという不利な点から、多くの遠隔教育方法は一方的な講義形式であり、実験、実習を扱うものは少ない。この不利な点をできるだけ抑え遠隔教育方法が実験、実習に十分に活用できるようになることが望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
従来の遠隔教育方法は講師用システムと伝送路によって接続された受講用システムによって構成されている。このとき一般的な遠隔教育は講師用システムから受講用システムへ一方的な講義形式で行われる。
【０００４】
実際に回路を講師用システムが提供するのではなくハードウェアをソフトウェアでシミュレーションしシミュレータ上で実験を行う。
【０００５】
また実験、実習は一般的に一方的な講義形式では行えない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしディジタル回路実験、実習において受講者が測定器等を用いて回路の信号を測定し実験を経験することが重要であるがシミュレータ上では実際に、実習を経験することが出来ないことが問題となっている。
【０００７】
だが、実際に実験、実習を経験できるディジタル回路遠隔教育方法を構築するためには教材コンテンツの配信のためにディジタル回路の提供が必要となる。しかしディジタル回路はソフトウェアのように伝送路から配信できないという問題がある。
【０００８】
また実験、実習を行うには講師と受講者の間で円滑に情報の交換が行われる必要があるが受講者の状態を文書、映像以外で知ることが出来ないという問題がある。これは文書、映像以外の情報を多く含むディジタル回路実習、実験において大きな障害となっている。
【０００９】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたもので、実際に経験できるディジタル回路実験・実習遠隔教育方法を提供すること、受講者の状態をモニタリング可能にすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るディジタル回路実験・実習遠隔教育方法は、教育コンテンツ配信装置とデバック装置とを備えた少なくとも１つの講師用システムと、この講師用システムと伝送路によって接続された少なくとも１つの受講用システムとを有し、この受講用システムが、ＪＴＡＧ回路が実装された信号測定器とＪＴＡＧ回路が実装されたＦＰＧＡで構成される教育コンテンツを備え、前記講師用システムが前記伝送路を介して前記受講用システムの教育コンテンツにＦＰＧＡの再構成プロトコルと回路情報からなる教材コンテンツを配信するとともに、前記受講用システムをデバックするディジタル回路実験・実習遠隔教育方法であって、前記教育コンテンツ配信装置から受講用システムの教育コンテンツに教材コンテンツを配信し、この配信した教材コンテンツのＦＰＧＡの再構成プロトコルと回路情報によって、前記教育コンテンツにおけるＦＰＧＡを再構成してディジタル回路を設定し、前記デバック装置が前記受講用システムにＪＴＡＧ信号を伝送して前記受講用システムの前記設定したディジタル回路に、前記実装したＪＴＡＧ回路を利用したＪＴＡＧテストを施して、このテストによる情報をデバック装置で取得し、この取得した情報によって前記受講用システムにおける前記設定したディジタル回路の結線情報、回路状態を前記講師用システムでモニタリングできるようにし、モニタリング内容に応じた指示の情報を前記講師用システムから前記受講用システムに配信するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るディジタル回路実験・実習遠隔教育方法を行うためのシステム１のブロック図である。
【００１２】
図１においてディジタル回路実験・実習遠隔教育システム１は互いに伝送路４によって接続された講師用システム２及び複数の受講用システム３からなる。講師用システム２はデバック装置２１、教育コンテンツ配信装置２２、データベース２３，インターフェース２４などからなる。受講用システム３は信号測定器３１、教育コンテンツ３２、インターフェース３３などからなる。
【００１３】
講師用システム２のデータベース２３は受講用システム３に提供する回路のデータが保存され、データは信号線Ｓ３を通じて教育コンテンツ配信装置２２に伝送される。
【００１４】
デバック装置２１はインターフェース２４と接続され信号線Ｓ１にデバック信号Ｓ１を伝送する。またデバック信号Ｓ１はＪＴＡＧ信号からなる。
【００１５】
教育コンテンツ配信装置２２は配信信号Ｓ２を伝送する。配信信号Ｓ２は教材コンテンツであるＦＰＧＡ１１の再構成プロトコルとＳ３から伝送された回路情報からなる。
【００１６】
インターフェース２４はデバック装置２１からのデバック信号Ｓ１または教育コンテンツ配信装置２２からの配信信号Ｓ２が入力され、それらの信号を伝送路４へ送出する。伝送路４は例えば同軸ケーブルまたは光ファイバーケーブルなどの公衆回線または専用回線である。信号Ｓ４はデバック信号Ｓ１または配信信号Ｓ２などである。
【００１７】
信号測定器３１はＪＴＡＧ回路を備えた電気信号を測定できる装置である。
【００１８】
教育コンテンツ３２はＪＴＡＧ回路を備えたＦＰＧＡ１１で構成されている。
【００１９】
信号測定器３１と教育コンテンツ３２は信号線Ｓ４の信号がデバック信号Ｓ１であった場合に信号線Ｓ５、Ｓ６にＪＴＡＧ信号からなる信号線Ｓ１のデバック信号を受信しデバックされる。
【００２０】
教育コンテンツ３２は信号線Ｓ４の信号が教材コンテンツを配信するＳ２の配信信号であった場合に信号線Ｓ６から配信信号を受けとり教育コンテンツ３２上のＦＰＧＡ１１が再構成される。
【００２１】
次に、ディジタル回路実験・実習遠隔教育システム１における実習、実験を行うための動作を図２のフローチャートを用いて５進カウンタの設計教育を例に説明を行う。図２は実験、実習を行う流れを示すフローチャートである。図３は５進カウンタの設計教育を例にした教育コンテンツ３２の構成である。
【００２２】
講師は最初に教材コンテンツを伝送路４経由で演習ボード１０に配信する。この教材コンテンツの配信によって教育コンテンツ３２のＦＰＧＡ１１を図３のように構成させる。
【００２３】
次に受講者は受講用システム３の教育コンテンツ３２を用いて実験、実習を行う。
【００２４】
この実験、実習において受講者は講師に質問できる。
【００２５】
質問を受けた講師は伝送路４よりＪＴＡＧテスト信号を受講者の教育コンテンツ３２に供給する。
【００２６】
ＪＴＡＧテストとはバウンダリスキャンレジスタ（ＢＳＲ：Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｓｃａｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）１２とよばれるレジスタをディジタル回路に実装しておき、そのレジスタの信号をＪＴＡＧ信号ラインから制御することによって、さまざまな回路デバックテストを可能にするものである。
【００２７】
遠隔教育を行う上でのＪＴＡＧテストの基本概念を図４を例に説明する。
【００２８】
ＢＳＲI Ｂ１とＢＳＲII Ｂ２との結線情報を得る場合、最初にＪＴＡＧによる制御によってＢ５の値を１にセットしその他を０にセットする。
【００２９】
次にＪＴＡＧ制御によってＢＳＲに繋がってある信号線の信号をＢＳＲに取り込む。
【００３０】
するとＢ３、Ｂ４のＢＳＲの値が１、その他は０となる。
【００３１】
つまり、Ｂ５と接続されているのはＢ３、Ｂ４であることが分かる。
【００３２】
このテストを使用することによって遠隔地から受講者の結線情報、測定器のＢＳＲとのＪＴＡＧテストによるプローブ位置、ディジタル回路信号の状態を取得し、受講者が誤った結線をしていた場合に適切な指導を行うことが可能となる。
【００３３】
受講用システム３の信号測定器３１及び教育コンテンツ３２を含む演習ボード１０において、教育コンテンツ３２の実施例であるＦＰＧＡ１１の出力ピンと信号測定器３１のプローブ部分にＢＳＲを配置し上記のようなＪＴＡＧテストを行うと、受講者が使用しているプローブの接続情報も取得できる。この情報により、受講者が想定位置と違う場所にプローブを接続した場合には、適切な指示を出すことを実現することが可能となる。
【００３４】
これらの操作を受講者が正しい回路を組めるまで繰り返し、回路を組むことが出来たら次の単元に進む。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、講師用システムから受講用システムに対して、伝送路上からＦＰＧＡを再構成することでディジタル回路を配信できるので、ディジタル回路実験、実習遠隔教育における教材コンテンツの供給が可能となり、また、伝送路から受講者の回路の状態を講師が詳しく知ることが可能となるので、適切な指導を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ディジタル回路実験・実習遠隔教育システムの全体図。
【図２】 実験実習のフローチャート。
【図３】 ５進カウンタの設計教育における教育コンテンツの構成図。
【図４】 ＪＴＡＧテストの基本概念図。
【符号の説明】
１ ディジタル回路実験・実習遠隔教育システム
２ 講師用システム
３ 受講用システム
４ 伝送路
１０ 演習ボード
１１ ＦＰＧＡ
１２ バウンダリスキャンレジスタ（ＢＳＲ）
１３ ピンコネクタ
２１ デバック装置
２２ 教育コンテンツ配信装置
２３ データベース
２４ インターフェース
３１ 信号測定器
３２ 教育コンテンツ
３３ インターフェース
Claims (1)
- 教育コンテンツ配信装置とデバック装置とを備えた少なくとも１つの講師用システムと、この講師用システムと伝送路によって接続された少なくとも１つの受講用システムとを有し、この受講用システムが、ＪＴＡＧ回路が実装された信号測定器とＪＴＡＧ回路が実装されたＦＰＧＡで構成される教育コンテンツを備え、前記講師用システムが前記伝送路を介して前記受講用システムの教育コンテンツにＦＰＧＡの再構成プロトコルと回路情報からなる教材コンテンツを配信するとともに、前記受講用システムをデバックするディジタル回路実験・実習遠隔教育方法であって、前記教育コンテンツ配信装置から受講用システムの教育コンテンツに教材コンテンツを配信し、この配信した教材コンテンツのＦＰＧＡの再構成プロトコルと回路情報によって、前記教育コンテンツにおけるＦＰＧＡを再構成してディジタル回路を設定し、前記デバック装置が前記受講用システムにＪＴＡＧ信号を伝送して前記受講用システムの前記設定したディジタル回路に、前記実装したＪＴＡＧ回路を利用したＪＴＡＧテストを施して、このテストによる情報をデバック装置で取得し、この取得した情報によって前記受講用システムにおける前記設定したディジタル回路の結線情報、回路状態を前記講師用システムでモニタリングできるようにし、モニタリング内容に応じた指示の情報を前記講師用システムから前記受講用システムに配信することを特徴とするディジタル回路実験・実習遠隔教育方法。
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