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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

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。

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  • by whelp (25685) on 2010年07月09日 13時32分 (#1792656)
    ET2008の大学ブースで実機が動作していたので見ながら色々質問しました。
    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・・・。
    • by Anonymous Coward

      >(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)

    by Anonymous Coward on 2010年07月09日 12時59分 (#1792634)
    ザイリンクスのSpartan-3Aスタータキットでいいじゃん。
    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。
    • by Anonymous Coward
      そうそう。FPGA使うんだったら、シミュレータでもいいんじゃない。
      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。
      • by NAZZ (13040) on 2010年07月09日 21時13分 (#1792950) 日記
        実機で動いた方が楽しいからに決まってるじゃないか~
        シミュレーションだけだと味気ない。
        親コメント
        • >実機で動いた方が楽しいからに決まってるじゃないか~
          >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
    • by Anonymous Coward
      スタータキットが2万くらい
      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?
  • by Anonymous Coward on 2010年07月09日 23時05分 (#1793005)

    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。

    • by Anonymous Coward
      高校でって書いてあったけ?
    • by Anonymous Coward
      普通教育における情報科って、そんなに高度なことを求められてないでしょう。(理想はともかく)
      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。
  • VHDLなのかVerilogHDLなのか知りませんが、ちゃんとHDLをマスターした人でないと、FPGAでは「見える」になりませんね。 「なんかわからないおまじないを焼き込んだブラックボックス」になっちゃう。

    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・・・・

    • by Anonymous Coward

      >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。

      • by Anonymous Coward
        命令セット考えるのは楽しいけど、割り込みをきちんと実装しないと片手落ちなんだよね

        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
  • by Anonymous Coward on 2010年07月09日 12時36分 (#1792618)
    まさかシリコンウェハーから作る?
    と思わず期待(?)してしまった。
    • by ich84 (33072) on 2010年07月09日 16時17分 (#1792765)

      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。

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        某調布大学のことですね、わかります。

        • by Anonymous Coward

          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。

    • by ken2 (27347) on 2010年07月09日 19時43分 (#1792904)

      リレーではないんですかね

      親コメント
    • by Anonymous Coward
      DIPとラッピングワイヤーで作るんだと思った。
      • by nue_nue (30719) on 2010年07月09日 12時45分 (#1792624)
        リレーとトランジスタで・・・

        半田ミスで動作しないか。
        --
        鵺の啼く夜は恐ろしい
        親コメント
      • by Anonymous Coward on 2010年07月09日 13時41分 (#1792661)
        昔はあちこちでそれをやっていましたが(今でもやっているところはあります)
        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。
        親コメント
      • by saitoh (10803) on 2010年07月09日 17時03分 (#1792795)
        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。今はFPGAに変わってますが。

        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。

        親コメント
        • > 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…

          親コメント
          • by Anonymous Coward

            >…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

  • by Anonymous Coward on 2010年07月09日 13時19分 (#1792650)

    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。

    • by Anonymous Coward
      情科なのでACだけど、昔の情工って、TTLで4bitだかのCPU作る演習やってなかったっけ?
      • by Anonymous Coward
        数年前の情工出身ですが,先輩の談によると昔は74とラッピングワイヤでCPU作ってたそうです.今はFPGA.
        • Re:昔の演習の後継? (スコア:1, おもしろおかしい)

          by Anonymous Coward on 2010年07月09日 20時51分 (#1792942)
          「ワイヤの引き回しが下手で…」と言ってた人の作品が、ほんとに引き回しが下手で部品が隠れてしまっていて、
          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。
          親コメント
  • by Anonymous Coward on 2010年07月09日 14時21分 (#1792694)

    「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。

    • 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。

      親コメント
      • > 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。

        親コメント
        • by Anonymous Coward
          「その理屈」に同意する。

          >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?
          • by Anonymous Coward
            その理屈には同意しない。

            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。
            • by Anonymous Coward
              >自分で配線して

              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(^_^)
              • by Anonymous Coward
                いや、それが自作なのは同意するよ。

                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。
    • by Anonymous Coward
      15年以上前から違和感あるんだが。
      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)

    by Anonymous Coward on 2010年07月09日 14時29分 (#1792701)

    # 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)

      by Anonymous Coward on 2010年07月09日 19時16分 (#1792892)

      それはクレームのもとでは。

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      Linuxの人気がじわじわと上がっていますよね。IBMの天下がひっくり返る、DECが凋落してパソコン屋の傘下になる、NECの98が消えうせるなど、その以前からすれば頭の硬い課長が「そんなことあるはずが無い!」とハナから相手にしなかったことが何回も起こってますから、Windowsが消えうせて今のPC98みたいに保守用として細細と残るということもあるかもしれないですよね。

      OSがフリーになっているんだから、ハードウェアもフリーになるべきだ、と思うのはおかしいでしょうか。現在のLinuxは、ハードウェアメーカーに振り回されています。仕様が公開されないもんだからドライバが作れない

      • by Yohsa (2572) on 2010年07月10日 1時09分 (#1793047) 日記
        ここだけ読んだらホントに良いビジョンを語ってるんですよね。実際このトピで紹介されたようなハードウェアも実現してるわけだし。
        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。
        親コメント
        • by Anonymous Coward

          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

          • by Anonymous Coward

            #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

    • by Anonymous Coward
      ハードディスクをダウンロードできるサイトが懐かしい
      • by Anonymous Coward
        >ハードディスクをダウンロードできるサイトが懐かしい

        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。
  • by Anonymous Coward on 2010年07月10日 10時06分 (#1793109)
    Verilog/Cadence で、ひたすら入出力波形を眺めながらデバグでした。
    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。
    • by Anonymous Coward on 2010年07月10日 19時09分 (#1793233)
      >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。

      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。
      親コメント
typodupeerror

UNIXはただ死んだだけでなく、本当にひどい臭いを放ち始めている -- あるソフトウェアエンジニア

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