令和4年度 秋期 午前Ⅱ 問12
ハードウェア
フリップフロップに関する問題
次の論理回路の入力 A,B に図のように信号を与えたときの C の出力波形はどれか。ここで,C の初期値は Low とする。
論理回路:
入力 A,NOR2 の出力 → NOR1 → C(出力) 入力 B,C(NOR1 の出力) → NOR2 → NOR1 の入力へ (NOR 2 個の出力を互いの入力にたすき掛けに接続した回路)
(NOR1・NOR2 と下の区間番号 1~15 は書き起こしで付けた,原典に無い名)
入力波形と解答群の波形(タイミングチャート。L=Low,H=High。区間の幅は原典では不等):
| 信号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | L | H | L | L | L | H | L | L | L | L | L | L | L | H | L |
| B | L | L | L | H | L | L | L | H | L | H | L | H | L | L | L |
| ア | L | H | L | H | L | H | L | H | L | H | L | H | L | H | L |
| イ | L | L | L | H | H | L | L | H | H | H | H | H | H | L | L |
| ウ | L | H | H | L | L | H | H | L | L | L | L | L | L | H | H |
| エ | L | H | H | L | L | H | H | L | L | H | H | L | L | H | H |
- ア(原典は波形図。区間 1~15 の値は上の表のアの行)
- イ(原典は波形図。区間 1~15 の値は上の表のイの行)
- ウ(原典は波形図。区間 1~15 の値は上の表のウの行)
- エ(原典は波形図。区間 1~15 の値は上の表のエの行)
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✓ これが正解イ(原典は波形図。区間 1~15 の値は上の表のイの行)
解説
Aでリセット、Bでセットされ、両方Lの間は値を保持する波形です。
この回路は、二つのNORの出力を互いの入力にたすき掛けにしたフリップフロップです。AがHになるとNOR1の出力CはLになります(リセット)。BがHになるとNOR2の出力がLになり、AがLならNOR1の入力が両方Lになって、CはHになります(セット)。AもBもLの間は直前の値を保持します。Cの初期値Lから区間ごとに追うと、区間1〜3はL、区間4でBが上がってH、区間6でAが上がってL、区間8でBが上がってH、区間10と12のBではHのまま、区間14でAが上がってL、区間15はLを保ちます。並びはLLLHHLLHHHHHHLLとなり、正解の波形と一致します。一方の入力がセット、他方がリセットの役で、両方Lなら保持、と押さえると波形を追えます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア(原典は波形図。区間 1~15 の値は上…:AかBのどちらかがHの区間だけHになる波形で、AとBのORをとった形です。この回路は値を保持するので、パルスが終わったあとも状態が残り、入力のたびに元のLへ戻るこの波形にはなりません。
- ウ(原典は波形図。区間 1~15 の値は上…:AのパルスでHになり、BのパルスでLになる波形で、セットとリセットの役を取り違えています。AがHのときNOR1の出力であるCは必ずLになるので、AでCがHに上がることはありません。
- エ(原典は波形図。区間 1~15 の値は上…:AでもBでもパルスが来るたびに出力が反転する波形で、二つの入力の役割を区別していません。この回路ではBが続けて来てもHのまま変わらないので、区間12のBで出力がLに下がることはありません。
出典:令和4年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問12
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