1. Raspberry Pi 4 Model B 2GB
2. USBケーブル＆ヒートシンク
3. 実習環境書き込み済みマイクロSDカード
4. MPU-6050搭載 6軸IMUモジュール（ジャイロ＋加速度センサ）
5. ロータリ・エンコーダ・モジュール（Modulino Knob）
6. メス-メス・ジャンパ

制御工学は，モノの動きをデザインする科学です．対象となるシステムの動特性を把握し，それに基づいて制御器を設計することで，望ましい動作を実現します．なかでも，制御システムの設計や運用においては，システム内部の状態を的確に把握することが極めて重要です．

しかし実際には，すべての状態量をセンサで直接観測することは難しく，多くの場面で，限られた入出力データから内部状態を推定する技術が必要とされます．本セミナでは，こうした状態推定問題とその解法のひとつであるカルマン・フィルタの基礎を，Raspberry Piとセンサを用いた実習キットを併用しながら学びます．

まず，状態推定問題の基本的な考え方と，差分近似を用いた簡易的な推定手法について解説します．つぎに，同一次元オブザーバや外乱オブザーバ，定常カルマン・フィルタ（最適オブザーバ）の学習を通して，状態推定の勘所を学びます．

最後に，実応用上よく用いられる離散時間のカルマン・フィルタに焦点を当て，そのアルゴリズムと応用例，さらに，背後にある設計論について解説します．

キットに加え，5時間を超えるプロの技術者による丁寧な解説動画と，176頁の講義キスト，実習用ソースコードが同梱されています．同梱の説明書(下記)には，講義動画やテキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

（1）はじめに，制御工学の基礎

• セミナ概要
• 制御とは
• フィードバック制御
• 制御系設計の流れと勘所

（2）実習キットを用いた状態推定実験

• オブザーバ，カルマン・フィルタの実機デモ
• Pythonコードの書き方

（3）制御工学クイック復習

• 設計モデル（伝達関数・状態方程式）
• 時間応答，周波数特性
• 制御系設計
• 正規分布，最小二乗推定

（4）状態推定問題

• 状態推定の必要性
• 可観測性
• オブザーバ，外乱オブザーバ

（5）カルマン・フィルタ

• H∞フィルタ，定常カルマン・フィルタ
• 離散時間の線形カルマン・フィルタ

（6）離散時間カルマン・フィルタの理解

• ベイズ推定
• 線形カルマン・フィルタの導出

1. 16ピンDIP_FPGAミニモジュール
2. DIP_FPGAライタ組み立てキット
3. 部品表/回路図/使い方動画（解説資料）
4. 関連ソースコード
5. 講義テキスト

世界最初のマイクロプロセッサをご存知ですか？それは4ビットCPUのインテル4004です．随所に先人の知恵が注がれており大変興味深いアーキテクチャです．

本イベントでは，4004誕生までの歴史からはじめて，まず4004のCPUアーキテクチャと命令体系，およびそのコンピュータシステムMCS-4（Micro Computer Set-4）の構成を解説します．次に，4004 CPUとMCS-4システムをVerilog HDLで記述して，4004を応用したビジコン社の電卓141-PFをFPGA上で再現し，先人の知恵の凄さとその技術の完成度を味わいたいと思います．

さて，今や誰もが半導体チップを自由に設計して製造して手にすることができる時代になったことをご存知でしょうか？プリント基板なら，オープンソースの設計ツールと安価な製造サービスで個人で設計し製作できることはご存知だと思いますが，それと同様なことが半導体チップでもできるのです．本イベントでは，4004をTiny Tapeoutというサービスで設計し130nmプロセスで製造する試みを紹介します．

また，私たちは，4004という素晴らしいチップをそれと同じ外形のDIP 16ピンに実装したいと考えました．そのために，微細なパターンのプリント基板を開発し，高精度実装技術を使ってDIP 16ピン型のFPGA基板を開発しています．このFPGA基板は，ブレッドボード上で手軽にコンフィグでき実験できるので，4004以外の用途にも幅広く使える優れものです．このイベントでお披露目したいと思います．

そして，最大の目玉は，4004を含むお宝チップの紹介コーナです．滅多に見ることができない歴史的なビンテージチップをご覧いただきます．

このイベントは，1971年に10umプロセスで開発された4004を，2nmプロセスの2026年にあらためて知ることで，先人の知恵と努力に敬意を表し，同時に，これからの社会を支える若手技術者の方に何がしかの教訓と気付きを持っていただければと思い企画しました．ぜひご参加ください．

1. 4004CPUの開発経緯と日本人の活躍
2. 4004CPUとMCS-4マイクロコンピュータシステムのアーキテクチャ，およびソフト開発環境
3. 4004CPUとMCS-4システムのVerilog HDLによる再設計
4. 4004を使ったビジコン社電卓141-PFの仕組みとその再現（分解ビデオ）
5. 4004を130nm CMOSプロセスで設計してテープアウトしてみた（Tiny Tapeoutの活用）
6. 4004を実装できるDIP16型FPGA基板とDIP_FPGAライタ
7. コレクション自慢大会　チップミュージアム
8. 座談会

(1)～(6)：圓山 宗智
　(7)：秀関 快郎，田山 之浩
　(8)：圓山 宗智，秀関 快郎，田山 之浩，寺前 裕司

（1）USBマルチ測定器 ADALM1000（アナログ・デバイセズ製）
（2）ADALM1000とコネクタ接続できる実習用OPアンプ基板 z-adalmopa（ZEPエンジニアリング製）
（3）実習用OPアンプ基板 z-adalmopaの回路図と部品表
（4）電子回路シミュレータLTspice用の回路ファイル
（5）ADALM1000用PCアプリ ALICEの測定条件設定ファイル一式
（6）講義動画 300分
（7）解説テキスト 149頁
（8）ADALM1000用PCアプリ ALICEのインストール手順など補助資料12頁

本VODは，2025年10月3日開催の「実験キットとパソコンで学ぶ Analog Devicesアナログ電子回路教室」の録画製品です．

OPアンプは，計測や通信，ロボット/車載まで，電子回路の設計・開発に欠かすことのできない重要なアナログICです．適切なOPアンプを選択して，正しい回路を構成することで，良好な性能をもつ電子回路を作ることができるでしょう．しかし，高校や大学の教科書には，OPアンプの選び方や実用的な回路の構成法は記されていません．

本VOD製品では，現場で実際に利用されているOPアンプ“AD8506”を実装した実習キット“z-adalmopa”（ZEPエンジニアリング製）を動かしながらOPアンプの実践的かつ重要なポイントを理解します．

実習には，低速ながらセンサ回路に広く利用されているCMOS OPアンプAD8506を使いますが，高精度，もしくは高速な性能のOPアンプでも，おさえるべき基本は同じです．

回路の性能やふるまいは，USBマルチ測定器 “ADALM1000”を使って観測・測定します．ご自身のパソコンに，“ALICE”というソフトウェアをインストールすると，オシロスコープ（波形観測），ボーデ・プロッタ（ネットワーク解析），スペクトラム・アナライザ，インピーダンス・アナライザ，ディジタル・マルチメータなど，さまざまな測定が可能になります．

次の全13種類の実習を通じて，OPアンプの使い方の基本をすべて学びます．その範囲は，増幅の基本から，ノイズ解析や異常発振に対する安定性の確認・確保方法まで，多岐にわたります．

1. 非反転増幅回路
2. 反転増幅回路
3. ボルテージ・フォロワ
4. 増幅回路の周波数特性
5. スルーレート特性
6. ミキシング回路の動作
7. OPアンプのオフセット電圧の測定
8. OPアンプの出力インピーダンス
9. トランジスタのドライバ回路
10. OPアンプの安定性
11. OPアンプのノイズ
12. フォトダイオード・アンプの安定性評価
13. 弛張発振回路

0:00:00　自己紹介

0:01:01　もくじ

0:03:55　イントロダクション

0:14:26　OPアンプの基本

0:27:08　実験1　非反転増幅回路

0:46:05　実験2　反転増幅回路

0:58:45　実験3　ボルテージ・フォロワ

1:11:55　実験4　OPアンプ増幅回路の周波数特性

1:47:10　Q&A

2:01:19　実験5　スルーレート特性

2:19:21　実験6　ミキシング回路の動作

2:30:45　実験7　OPアンプのオフセット電圧の測定

2:41:40　実験8　OPアンプの出力インピーダンスの測定

3:09:29　実験9　トランジスタのドライバ回路と負帰還の効果

3:25:23　実験10　負帰還における進み位相補償

3:31:56　Q&A

3:35:33　実験10　負帰還における進み位相補償（続き）

3:56:30　実験11　OPアンプと回路のノイズ

4:16:31　Q&A

4:29:35　実験12　フォトダイオード・アンプ（TIA）の安定性評価

4:46:36　実験13　弛張発振回路

4:58:24　まとめ

1. 計算ユニット：
   Jetson Orin Nano Super開発者キット（6コアCPU［最大1.7GHz］，1024CUDA，67TOPS，8GB LPDDR5，7W-25W）
   
2. 3D LiDARモジュール：
   3D LiDAR Livox MID360［水平視野角360°，垂直視野角－7°～52°，測距範囲10cm～70m（反射率10%で40m，80%で70m）, 点群密度20万点/秒, IMU内蔵, 265g］＆3線式航空コネクタ
3. 電源・ケーブル類：
   ・Livox用電源ケーブル (USB-C -> DC12V)
   ※ケーブル加工済 ・USB-C PD対応電源
   ・電源3ピン→2ピン変換プラグ
4. 実習環境ストレージ：
   実習環境設定済みNVME SSD 512GB
5. 実習・開発用ソースコード
   環境構築用のスクリプト（setupフォルダ内のreadmeを参照）
   実習用のrosbag形式データ（展開後 seminar_data フォルダがあればOK）
   ※本製品では，上記のスクリプトとデータをセットアップ済のため，作業は不要です．

1. 実習の準備
2. イントロダクション本日の流れ教材キットについてGLIMチュートリアル点群SLAMとは
3. 点群レジストレーション姿勢表現についてIterative Closest Point (ICP)点群数値間の重なり具合を定義する誤差関数（ICP誤差関数）/実装チュートリアル姿勢の数値最適化を可能にするマニフォールド空間とExponential map/実装チュートリアル誤差関数を最小化するための最適化アルゴリズム（ガウスニュートン法）/実装チュートリアル落穂ひろい：ダウンサンプリング/最近傍探索/ICP誤差関数
4. オドメトリ推定現代的なSLAMシステムの基本構成スキャン・マッチングによるオドメトリ推定/実装チュートリアルキーフレームベース・オドメトリ/実装チュートリアル実装したオドメトリの課題Frame-to-ModelマッチングIMUフュージョンセンサ・フュージョン方式点群歪み補正
5. 大域軌跡最適化とファクタ・グラフ大域軌跡最適化ファクタ・グラフ最適化相対姿勢制約を使ったポーズ・グラフ最適化ノイズ・モデルとロバスト・カーネルGTSAMを使った実装カスタム・ファクタ/実装チュートリアル
6. GLIM：Versatile and Extensible Point Cloud-based SLAM Framework点群レジストレーション・ファクタを多用した高精度・高信頼な状態推定スライディング・ウィンドウ最適化によるオドメトリ推定大域マルチスキャン・レジストレーションによる大域最適化汎用性・柔軟性を引き出すためのフレームワーク設計センサ・モデルに依存しない汎用点群処理状態推定手法を切り替え可能なモジュラー設計ファクタ・グラフの柔軟性を引き出す拡張モジュール
7. 発展的トピックLiDAR SLAMの最新動向ファクタ・グラフの発展的解法大域軌跡最適化大域点群レジストレーションの最新動向再探訪検知特徴的マッチング直接点群マッチングノンパラメトリック状態の最新動向その他の研究動向

• 0:00:10 (0) 実習の準備
• 0:04:34 (1) イントロダクション：講義の流れ / 教材キット / GLIMチュートリアル / 点群SLAMとは
• 1:05:45 (2) 点群レジストレーション
• 3:09:43 (3) オドメトリ推定
• 4:11:04 (4) 大域軌跡最適化とファクタグラフ
• 5:31:19 (5) 3D LiDAR-IMU SLAM フレームワーク (GLIM) の利用
• 6:16:05 (6) 発展的トピック

1. USBトランジスタ・チェッカ「z-trchecker」（基板完成品）
2. 測定対象パーツ類（トランジスタ，MOSFET，ダイオードなど）
3. ACアダプタ
4. ジャンパ・ケーブル，USBケーブル
5. ソフトウェア群（自動計測アプリ/SPICEモデル生成ツール/ファームウェア書き換えツール）
6. 関連ソースコード一式
7. 回路図・部品表・基板データ

基礎編では，z-trcheckerを使い，抵抗や半導体素子（ダイオード，トランジスタ，MOSFET）の直流特性を実際に測定します．手元で測定することで，各部品の役割や動作原理を直感的に理解することができます．
　オームの法則から丁寧に説明しますので，電子回路の知識がない方でも安心してご参加いただけます．

設計編では，z-trcheckerを題材に，電子回路の設計技術を解説します．パソコンから制御できる電圧源や電流源など，基板に実装されたアナログ回路について，どのように設計したのかを，回路図を使って説明します．
　回路を制御しているマイコンについても取り上げ，デジタル制御の基本も紹介します．

2日間を通して，半導体素子の基本動作から電子回路設計の考え方や勘所までを学び，適切な部品を選定し，設計に活かす力を身につけることを目指します．

キットに加え，11時間を超えるプロの技術者による丁寧な解説動画と，380頁の講義キスト，関連ソフトウェア一式が同梱されています．

同梱の説明書(下記)には，講義動画やテキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

1日目：基礎編

1. オームの法則の復習

2. 実習キットの構成と使い方

3. 抵抗器の特性を確認する

4. ダイオードの特性を確認する

• ダイオードの基本動作
• スイッチング・ダイオードの測定
• ショットキー・バリア・ダイオードとは？
• LEDを光らせてみる
• ツェナー・ダイオードの動作と測定

5. トランジスタの特性を確認する

• トランジスタの基本動作
• トランジスタを測定してみる
• トランジスタによる増幅の基礎
• トランジスタによるスイッチング

6. MOSFETの特性を確認する

• MOSFETの基本動作
• MOSFETによるスイッチング
• 今の主流！MOSFETを使ったPWM制御

2日目：設計編

1. 実習キットを使用したスイッチング電源の実験

• チャージポンプ（反転）
• チャージポンプ（倍圧）
• ブーストコンバータ（昇圧）

2. ダイオード，トランジスタ，FETの復習

3. OPアンプの基本

• OPアンプの特徴や種類
• コンパレータ
• ボルテージ・フォロワ
• 非反転増幅回路
• 位相補償コンデンサ

4. 実習キットの回路設計

• 電圧源の設計
• 電流源の設計
• FET駆動回路の設計
• マイコン周辺回路の設計
• その他のハードウェア設計

5. マイコンのソフトウェア開発入門

• 開発環境の設定
• Lチカ
• 実習用ソースコード

1. NVIDIA Jetson Nano開発者キットB01
2. 5V 4AのACアダプタ
3. USBカメラ
4. ファン付きヒートシンク（取り付け済）
5. 実習環境書き込み済マイクロSDカード 128GB

(1)Jetson NanoやCUDAの基礎知識

• Jetson Nanoの特徴
• GPUで高速な計算ができる理由
• ゲーム機搭載のチップ
• 3Dの計算と処理
• Microsoft DirectX 8 (Direct 3D)
• GPUの進化と今後

(2)GPU構造とCUDA

• CPUとGPUの比較
• CUDAの処理フローと制限
• GPGPUに適した処理
• NVIDIA以外のGPUベンダのGPGPUツール・セット
• Jetson NanoのGPU

(3)Jetson Nanoのセットアップ

(4)Jetson nano開発キットに含まれるサンプルの紹介と実習

• GPUのテスト
• モンテカルロ法による円周率の計算

(5)CUDAを活用したプログラミング技術と実習

• 講師作成のサンプル・プログラムをいくつか使用して，効率的なGPUの呼び出し方を解説
• コーディングによる処理速度の比較

(6)DeepStreamによる画像認識

• DeepStreamやGstreamerの基礎知識
• 実演

本VODでは，NVIDIA Jetson Nano開発キットを利用して，CUDAによるGPU制御プログラムの作成に必要な知識を身につけるとともに，GPUのしくみを理解することを目指します．

CUDAは，並列コンピューティングに特化したプログラミング・モデルであり，画像処理，機械学習，科学計算などの分野で幅広く活用されています．CUDAを使用することで，GPUを活用して高度な数値計算や並列処理を行うことができます．

GPUは，ゲームでリアルタイムに3DCGを表現するときや，物理シミュレータ，AIアプリケーションなど大量の演算を行う場合，その能力を発揮します．Jetson nanoは，ラズベリーパイほどの大きさの基板の上にGPUを搭載したキットであり，単体でGPUを直接制御するプログラムを記述して制御できます．

キットに加え，4時間を超えるプロの技術者による講義動画と，91頁の講義キスト，実習用ソースコードが付属されます．

同梱の説明書(下記)には，講義動画や講義テキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

本製品のすべての映像，画像，文書テキスト，ソースコードは著作権法によって厳格に守られています．無許可の転載，複製，転用は法律により罰せられます．

※実習キットを準備可能な場合は，下記の製品がおすすめです．
［VOD/data］Jetson Nanoキットで学ぶ NVIDIA CUDAプログラミング入門【キット非付属版】

1. Raspberry Pi 5 / 8GB
2. microHDMI-HDMI変換ケーブル
3. 5.1V 5A ACアダプタ
4. ケース＆ヒートシンク＆ファン
5. 実習環境書き込み済みマイクロSDカード(32GB)

1. セミナの概要と目的
   大規模言語モデルのいま，LLMの進化とそのローカル実行の価値，ローカル環境でLLMを動作させる利点
2. 大規模言語モデルの基礎知識
   ChatGPTなどのテキスト生成に関するモデルの基本知識と，そのほかの生成AIについても学ぶ．技術的な詳細情報ではなく，生成AIとはどういうものなのかについて例を示しながら解説する
3. モデル軽量化の技術
   コンピュータ・リソースが限られた環境で，LLMを動作させるためのモデル軽量化手法として蒸留，枝刈り，量子化について解説する
4. LLMの導入方法
   PCとラズベリー・パイの両方にLLMをインストールし，動かすための手順を体験する
5. チャット機能の開発
   PC上でLLMを使ってチャット機能を構築し，ユーザ・インターフェースを通じて対話を行う方法を学ぶ．ラズベリー・パイではコマンド・ラインからの打ち込みによりチャット機能を動作させる
6. Appendix ローカルLLMの用途

本VODでは，通常クラウド環境で動作する大規模言語モデル（LLM，Large Language Models）を，ローカル環境であるPCやラズベリー・パイで実際に動かすための具体的な手順と知識を学びます．従来の自然言語処理（NLP，PNatural Language Processing）と比較して，LLMはTransformerアーキテクチャを採用し，文章全体の意味を一度に把握できるため，長文の処理や多様なタスクに対応する能力が格段に向上しています．しかし，LLMは膨大な計算リソースを必要とします．

講義を通じて，限られたリソースの環境でもLLMを利用するための軽量化技術に焦点を当て，軽量製済みモデルを使用して，手軽に自身の環境で動作させる方法を実践的に体験できます．

キットに加え，4時間を超える解説動画と，73頁の講義キストが同梱されています．

同梱の説明書(下記)には，講義ビデオや講義テキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

本製品のすべての映像，画像，文書テキスト，ソースコードは著作権法によって厳格に守られています．無許可の転載，複製，転用は法律により罰せられます．

Raspberry Pi 5 / 8GBをお持ちの方は，下記の製品がおすすめです．
［VOD/data］大規模言語モデルLLMによる生成AIプログラミング入門

1. 電磁界シミュレータ　CSTstudioの実習用ファイル
2. 講義テキスト
3. 録画視聴（3日間）

「新人技術者のためのエレクトロニクス・オンライン塾」シリーズは，現場経験豊富なベテラン技術者が，豊富な資料や設計データを用いて，設計に不可欠な実践ノウハウを短期間で効率よく伝授する，少人数制のオンライン講座です．

本セミナでは，電子機器のノイズ性能を確保するために欠かせないEMCの基礎知識を踏まえ，ノイズ対策部品を効果的に活用する方法を学びます．

講義中に，電磁界シミュレーションを交え，各対策部品の働きやノイズの回り込み・伝搬のようすを「見える化」しながら理解を深めていきます．また，実際のボード設計や評価の現場で遭遇した代表的なノイズ問題を題材としたケーススタディも取り上げ，原因の切り分けや対策検討の進め方についても紹介します．

本セミナを通じて，各種対策部品の働きを理解し，適切な回路設計に応用できる実践的なEMC対応スキルを身につけることができます．

第1回　フィルタ部品やフェライトビーズ・コンデンサの使い方

1. EMCとは（ノイズの放射・伝導，イミュニティの基本）
2. 主なEMC規格（CISPR, IEC61000-4-x, ISO 11452など）と回路設計者に求められる対応
3. 回路設計と筐体・実装での対策の境界
4. フィルタ部品の基礎コンデンサ（デカップリング，バイパス，グラウンド接続）インダクタ（シリーズ・チョーク，電源ライン用）ビーズ（高周波抑制，インピーダンス特性）RCスナバ（スイッチング波形抑制）
5. 電源ラインの安定化3端子レギュレータのノイズ低減特性LDOとスイッチング電源の違い電源フィルタ（π型，LC型）
6. 信号ラインの対策差動信号とコモンモード・ノイズ終端抵抗と波形整合（リフレクション防止）シリアルライン用EMIフィルタIC
7. 部品選定のポイント（周波数特性，定格，寄生成分）
8. 実装面へのつなぎ（配置・配線の基礎）
9. Q&A

第2回　コモンモード・チョークや絶縁部品の使い方

1. ESD/サージ保護素子TVSダイオードの動作と選び方バリスタ・ガスアレスタの用途比較
2. コモンモードチョーク差動モードとコモンモードの分離動作USB・LAN・DC電源ラインでの実例
3. オプトカプラ/ディジタル・アイソレータ絶縁によるノイズ遮断グラウンド・ループ対策
4. シールド・接地との関係回路部品と筐体設計の協調グラウンド分割と「一点接地」，「多点接地」の考え方
5. 実例スイッチング電源におけるノイズ経路と対策部品高速ディジタルI/F（USB, HDMI）でのEMI部品選定例車載ECUの電源入力ラインでの保護＋フィルタ設計例
6. EMC部品の効果測定（スペアナ，伝導ノイズ測定）
7. 設計段階でのチェックリスト（部品配置，接地，フィルタ挿入位置）
8. Q&A

1. 本体
2. GPSアンテナ：MIKROE-3373
   メーカ名：MIKROE
   周波数範囲：1595.42M±25MHz
   インピーダンス：50Ω
   VSWR：2:1以下
   ゲイン：30dB
   帯域：5MHz
   雑音指数：1.5dB
   電源電圧：3～5V
   ケーブル長：3m
   
3. ACアダプタ：AD-T50P200
   メーカ名：XIAMEN UME ELECTRONICS
   出力：5V，2A，10W
   接続部：内径2.1mm，外径5.5mm，センタ・プラス
   ケーブル長：1.5m
   
4. 解説動画と講義テキストの視聴/ダウンロードURLとパスワード

本製品では，コンピュータの基本構成からはじめて，オープンな命令セットを持つRISC-V CPUの登場の意味と，その最も基本的な命令セットRV32Iを学びます． RISC-Vのソフトウェア開発環境を立ち上げ，アセンブラまたはC言語によるプログラムの作成方法を習得します．

RV32I基本命令を持つCPUの内部アーキテクチャを，シンプルな2～4段パイプライン構成として検討し，その論理設計手法を学びます． 実際に，そのCPUを500行程度のSystemVerilogで記述し，メモリと周辺機能と合わせて一つのコンピュータ・システムとして論理シミュレーションで動作確認します．

最終的にそのシステムをFPAGに実装して，C言語でいろいろなプログラムを作成して動作させてみましょう．

講義を通して，RISC-Vコンピュータ・システムのハードウェアからソフトウェアまでの全般を具体的に理解することができます．

キットに加え，12時間を超えるプロの技術者による丁寧な解説動画と，402頁の講義キスト，実習用ソースが同梱されています．

同梱の説明書(下記)には，講義動画やテキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

本製品のすべての映像，画像，文書テキスト，ソースコードは著作権法によって厳格に守られています．無許可の転載，複製，転用は法律により罰せられます．

同梱の説明書(下記)には，講義ビデオや講義テキストの視聴を可能にするパスワードが記載されています．

0:00:10　自己紹介

0:03:00　5G実験基地局で使用、GPSクロックジッタ・クリーナ

0:06:00　GPSから得られる高精度クロック

0:09:57　NEO-7M の UART から出力される情報

0:12:03　GPSから得られる高精度クロック

0:13:26　周波数精度とJitter（C/N)

0:15:48　Time Pulse = 10MHz の波形

0:17:24　周波数が高くなるほどC/Nは悪化する

0:19:13　ジッタ，C/Nの悪化はどのような影響がある？

0:25:16　基本1：GPSモジュールで高精度クロックが得られる

0:26:25　PLLシンセサイザ　REF の C/N を見せる場合

0:35:48　PLLシンセサイザ　VCO の C/N を見せる場合

0:40:08　GPSから得られる高精度クロックのジッタを取り除く

0:41:44　データシートAD9545

0:43:29　AD9545から出力されるジッタ

0:50:11　基本2：狭帯域PLLでREFのジッタを除去できる

0:52:27　これまでのPLLシンセサイザ設計

0:59:41　AD9545評価ボードと評価ソフトウェア

1:01:37　AD9545の設定レジスタを調べる方法

1:04:41　AD9545のStatusを調べる方法

1:07:07　Systemクロックを設定

1:09:41　クロック出力を設定

1:11:23　DPLL Divider の設定

1:13:14　DPLL NCO の設定

1:15:51　DPLL Loop フィルタ周波数の設定

1:19:06　REF入力の設定

1:20:06　基本3：最近の専用チップは評価ソフトを使って設計

1:23:41　VCOの電源はローノイズでなくてはならない

1:31:09　Ultra Low Noize LDOのパターン図

1:35:01　基本4：VCOの電源は徹底的にLow Noise化する

1:42:22　実験：ルビジウム内蔵SGと比較して検証する

1:53:16　AD9545 GPS Timepulse Jitter Cleaner Board

2:04:38　伝送路の等価回路

2:12:09　同軸ケーブルの特性インピーダンス

2:16:06　ストリップラインの特性インピーダンス

2:20:18　マイクロストリップラインの特性インピーダンス

2:22:49　マイクロストリップは層間厚の製造バラツキに要注意

2:26:05　ストリップラインの層入替は不整合が起こりやすい

2:29:52　基本5：用途に応じてパターン伝送路を選択する

2:34:26　差動線路のメリット

2:40:57　差動線路をシングルで使用する場合の問題点

2:43:54　今回採用した差動ではない平行線路

2:46:41　差動線路のリターン電流

2:50:00　基本6：差動伝送路を選ぶと良い理由と注意点

2:55:59　マイクロストリップで定在波が発生したらアンテナになる

3:03:07　ベタGNDでも定在波発生に注意

3:10:13　基本7：基板表面の定在波発生はアンテナと同じx

3:13:06　誘電損失の計算方法

3:18:07　表皮効果の計算方法

3:23:43　表皮効果と誘電損失の計算結果

3:27:42　基本8：高周波では基板材料の選択に注意

3:30:45　差動線路を評価する場合の問題

3:38:27　ミックス・モードSパラメータの必要性

3:43:29　Mixed Mode S parameter (3port)算出方法

3:46:26　VNAにMixed Modeを設定する場合

3:48:46　VNAで3ポートSパラメータ測定

3:51:03　Qucs Studio でミックスモード解析

3:57:49　基本9：差動線路の評価にはSパラ・ミックスモードが必須

3:58:56　GPS ANT経路マイクロストリップ 1.5GHz

4:02:44　Stub 1mmの影響を見積もる

4:08:41　Short Stub λ/4は存在が無視できる

4:11:39　SMA水平か垂直か

4:15:25　基本10：GHz帯は意図せぬスタブに注意

4:16:38　AD9545 GPS Clock ボードの操作方法

4:27:04　AD9545 GPS Clock ボードの同期実験

4:30:34　AD9545 GPS Clock 122．88MHz波形

(1)LiDAR搭載ロボット完成品

• 360°レーザ・スキャナ YDLIDAR X2(専用USB変換基板とUSB Type-Cケーブルを含む)
• ESP32，モータ・ドライバ，6軸センサ，エンコーダ搭載基板
• ロボット本体＆筐体
• モバイル・バッテリ
• ラズパイ接続＆ロボット電源用USB Micro Bケーブル 2本

(2)Wi-Fiルータ TL-WR802N(LANケーブルとUSBケーブルを含む)＆電源アダプタ

(3)ROS＆プログラム・セットアップ済マイクロSDカード

(4)ラズベリー・パイ4 ModelB 4GB＆電源アダプタ

(5)ラズベリー・パイ4のモニタ用HDMIケーブル

(6)ロボット起動用プログラムからセンサ情報を表示するプログラム，ROSerialテスト用プログラムまで，講師が作成したソースコードを10本以上

1. ROSの概要
2. ROSのしくみを理解する
3. ラズベリー・パイでROSを動かす
4. マイコン開発環境の準備
5. ROSロボットの説明
6. LiDARを動かそう
7. ROSSerialの説明
8. ROSロボットを動作させる
9. SLAMの体験
10. 参考書籍やセットアップ方法などの補助情報

1. 自己紹介と講義メニュー(6分54秒)
2. ROSの概要と演習時の構成(9分56秒)
3. ROSのしくみを理解する(4分25秒)
4. ラズベリー・パイでROSを動かしてみる(51分27秒)
5. マイコン開発環境の準備(8分58秒)
6. ROSロボットの説明(52分2秒)
7. LiDARを動かしてみる(37分34秒)
8. ROSSerialの説明(29分41秒)
9. ROSロボットを動かしてみる(1時間22分45秒)
10. SLAMの体験(28分23秒)
11. まとめ(1分20秒)
12. Appendixの説明(4分35秒)

1. Terasic DE10-Liteボード（FPGA：MAX10M50DAF484C7G，64MB SDRAM, 3D加速度センサ，USBケーブル付属）
2. メス-メス・ジャンパ（15cm，6本)
3. FT234X 超小型USBシリアル変換モジュール
4. USBケーブル（TypeA - MicroB）：PCとUSB-UART変換基板の接続用
5. ピンヘッダL型1x3

z-pptgenは，周波数精度の極めて高いルビジウムを搭載したGPS衛星の受信信号から得られる1kHzからジッタ成分を除去し，この信号を基準にPLLを使って安定性の高い高C/N信号を生成します．出力は，1PPS/10MHz/30.72MHz/61.22MHz/122.88MHzです．次世代無線規格 サブ6GHz 5Gや広帯域ディジタル無線の通信実験など，幅広い用途に利用できます．

デュアル・ディジタルPLLによって独立した2系統のジッタ・クリーニングされた基準周波数を出力するAD9545(アナログ・デバイセズ)を搭載しています．AD9545は，同載のマイコンでコントロールしますから，本キットは，スタンドアロンで手軽に高精度クロックが得られます．

0:00:10　自己紹介

0:03:00　5G実験基地局で使用、GPSクロックジッタ・クリーナ

0:06:00　GPSから得られる高精度クロック

0:09:57　NEO-7M の UART から出力される情報

0:12:03　GPSから得られる高精度クロック

0:13:26　周波数精度とJitter（C/N)

0:15:48　Time Pulse = 10MHz の波形

0:17:24　周波数が高くなるほどC/Nは悪化する

0:19:13　ジッタ，C/Nの悪化はどのような影響がある？

0:25:16　基本1：GPSモジュールで高精度クロックが得られる

0:26:25　PLLシンセサイザ　REF の C/N を見せる場合

0:35:48　PLLシンセサイザ　VCO の C/N を見せる場合

0:40:08　GPSから得られる高精度クロックのジッタを取り除く

0:41:44　データシートAD9545

0:43:29　AD9545から出力されるジッタ

0:50:11　基本2：狭帯域PLLでREFのジッタを除去できる

0:52:27　これまでのPLLシンセサイザ設計

0:59:41　AD9545評価ボードと評価ソフトウェア

1:01:37　AD9545の設定レジスタを調べる方法

1:04:41　AD9545のStatusを調べる方法

1:07:07　Systemクロックを設定

1:09:41　クロック出力を設定

1:11:23　DPLL Divider の設定

1:13:14　DPLL NCO の設定

1:15:51　DPLL Loop フィルタ周波数の設定

1:19:06　REF入力の設定

1:20:06　基本3：最近の専用チップは評価ソフトを使って設計

1:23:41　VCOの電源はローノイズでなくてはならない

1:31:09　Ultra Low Noize LDOのパターン図

1:35:01　基本4：VCOの電源は徹底的にLow Noise化する

1:42:22　実験：ルビジウム内蔵SGと比較して検証する

1:53:16　AD9545 GPS Timepulse Jitter Cleaner Board

2:04:38　伝送路の等価回路

2:12:09　同軸ケーブルの特性インピーダンス

2:16:06　ストリップラインの特性インピーダンス

2:20:18　マイクロストリップラインの特性インピーダンス

2:22:49　マイクロストリップは層間厚の製造バラツキに要注意

2:26:05　ストリップラインの層入替は不整合が起こりやすい

2:29:52　基本5：用途に応じてパターン伝送路を選択する

2:34:26　差動線路のメリット

2:40:57　差動線路をシングルで使用する場合の問題点

2:43:54　今回採用した差動ではない平行線路

2:46:41　差動線路のリターン電流

2:50:00　基本6：差動伝送路を選ぶと良い理由と注意点

2:55:59　マイクロストリップで定在波が発生したらアンテナになる

3:03:07　ベタGNDでも定在波発生に注意

3:10:13　基本7：基板表面の定在波発生はアンテナと同じx

3:13:06　誘電損失の計算方法

3:18:07　表皮効果の計算方法

3:23:43　表皮効果と誘電損失の計算結果

3:27:42　基本8：高周波では基板材料の選択に注意

3:30:45　差動線路を評価する場合の問題

3:38:27　ミックス・モードSパラメータの必要性

3:43:29　Mixed Mode S parameter (3port)算出方法

3:46:26　VNAにMixed Modeを設定する場合

3:48:46　VNAで3ポートSパラメータ測定

3:51:03　Qucs Studio でミックスモード解析

3:57:49　基本9：差動線路の評価にはSパラ・ミックスモードが必須

3:58:56　GPS ANT経路マイクロストリップ 1.5GHz

4:02:44　Stub 1mmの影響を見積もる

4:08:41　Short Stub λ/4は存在が無視できる

4:11:39　SMA水平か垂直か

4:15:25　基本10：GHz帯は意図せぬスタブに注意

4:16:38　AD9545 GPS Clock ボードの操作方法

4:27:04　AD9545 GPS Clock ボードの同期実験

4:30:34　AD9545 GPS Clock 122．88MHz波形

1. そのまま組み込んで使える！高信号処理性能を備えるハイスペック・オールインARMマイコン・キット “STM32H747I-DISCO（Cortex M4，M7，DSP搭載，LCD，動作クロック480MHz，マイク入力ほか）
2. 実験用スピーカ

入門編　講師：山田 浩之

1. セミナ概要とSTMの開発手順
2. LCDプロジェクトの作成
3. 音声入力と波形表示の実装
4. FFTスペアナの実装とDSPライブラリ
5. 音声出力と録音再生の実装
6. FIRフィルタの実装
7. 再生速度と周波数変換の実装
8. ノイズ・フィルタの実装

応用編　講師：加藤 隆志

1. イントロダクションとシステム構成
2. 基本の変調方式QPSKと同期技術
3. フレーム構造とSyncword
4. ハミング・コード/デコードの解説
5. データ暗号化や信号処理技術
6. Root-Raised Cosine Filterの設計
7. 送受信コード実装と波形観察
8. 高機能無線機化のための接続方法とA-D・D-A利用

“STM32H7”（STマイクロエレクトロニクス製）は，Cortex M4，M7，DSPを内蔵する動作クロック480MHzのハイスペック・マイコンです．これまで，プロセッサやDSP，ペリフェラルICを組み合わせて作っていたアプリケーションをワンチップで実現できます．

STM32H7マイコンは，1000DMIPS超のCPU性能を備え，ディジタル変復調などの高度な信号処理も可能です．各種インターフェース，デュアル・コア，MIPIDSIのLCD出力など，今どきの組み込みデバイスに十分な機能をもちます．RFフロントエンドと組み合わせることで，広帯域なソフトウェア無線機を構築することも可能です．

STM32H747IDiscoveryKitは，STM32H7マイコンをはじめ，大型液晶ディスプレイやアナログ回路を搭載したオールインワン・キットです．組み込み製品が必要とする主な機能をすべて搭載しています．

本セミナでは，STM32H747IDiscoveryKitを一緒に動かしながら，音声帯域の信号処理（入門編）やディジタル無線通信（応用編）をテーマに，信号処理の基礎理論やプログラミング技術を学びます．
〈山田 浩之〉