令和4年度 秋期 午前Ⅱ 問13
ハードウェア
クロック周波数
マイコンに供給するクロックとシリアル通信ポートに使用するクロックを共用するマイコンシステムがある。n が自然数のとき，クロックを 2^n 分の 1 に分周して 57.6 k ビット／秒の通信速度が得られるクロック周波数は何 MHz か。ここで，シリアル通信ポートのクロックの誤差は 5%以内とする。
マイコンシステムの構成図:
クロック発生器 → マイコン クロック発生器 → 分周器 → シリアル通信ポート ←→ 伝送線路
- ア52
- イ60
- ウ66
- エ72
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✓ これが正解イ60
解説
60MHzを1,024分周すると約58.6kで、誤差は約1.7%です。
求めるクロック周波数は、2のn乗で割ったときに57.6kビット／秒との誤差が5%以内に収まる値です。57.6kを2のn乗倍すると、512倍で約29.5MHz、1,024倍で約59.0MHz、2,048倍で約118.0MHzなので、候補の52〜72MHzでは1,024分周を中心に調べればよいとわかります。60MHz÷1,024＝約58.59kで、誤差は（58.59−57.6）÷57.6＝約1.7%と5%以内です。他の値は1,024分周で、52MHzが約50.78k（約11.8%低い）、66MHzが約64.45k（約11.9%高い）、72MHzが約70.31k（約22.1%高い）で、いずれも5%を超えます。目標の速度に2のn乗を掛けた周波数を基準に、誤差の範囲を確かめるのが近道です。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア52：52MHzを1,024で割ると約50.78kビット／秒で、57.6kより約11.8%低くなります。512で割ると約101.6kで高すぎるので、どのnを選んでも誤差5%以内には収まりません。
- ウ66：66MHzを1,024で割ると約64.45kビット／秒で、57.6kより約11.9%高くなります。2,048で割ると約32.2kと低すぎるので、どのnでも誤差5%以内という条件を満たせません。
- エ72：72MHzを1,024で割ると約70.31kビット／秒で約22.1%高く、2,048で割ると約35.16kで約39%低くなります。どちらに分周しても、誤差が5%を大きく超えます。
この問題の用語
- システムの構成機器をどう組み合わせてシステムを作るかという、組み立て方です。二重にする形や、待機を置く形など、目的で選び分けます。
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13
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