2020年11月14日

令和2年度 技術士第一次試験問題 情報工学部門 V−9

V−9

D型フリップフロップを用いて下図のような同期型3ビットアップカウンタを構成する。図中のD型フリップフロップでは、クロック (CLK) のポジティブ・エッジ (0から1へ変化する) をタイミングとして、入力Dが出力Qに設定され、その値は次のポジティブ・エッジのタイミングまで保持される。出力は常にQの否定を出力する。初期状態で (Q2, Q1, Q0) = (0, 0, 0) である場合、クロックが立ち上がるごとの出力 (Q2, Q1, Q0) の変化として、最も適切なものはどれか。ただし、各選択肢は初期状態以降の出力の変化を示している。

令和2年度 技術士第一次試験問題 情報工学部門 V−9

@ (1,0,0) → (0,1,0) → (1,1,0) → (0,0,1) → (1,0,1) → (0,1,1) → (1,1,1) → ...

A (0,0,1) → (0,1,0) → (0,1,1) → (1,0,0) → (1,0,1) → (1,1,0) → (1,1,1) → ...

B (1,1,1) → (0,0,1) → (1,0,1) → (0,1,0) → (1,1,0) → (0,0,0) → (1,0,0) → ...

C (0,1,1) → (1,0,1) → (0,0,1) → (1,1,0) → (0,1,0) → (1,0,0) → (0,0,0) → ...

D (1,1,1) → (1,1,0) → (1,0,1) → (1,0,0) → (0,1,1) → (0,1,0) → (0,0,1) → ...





正解

A


解説

【Q0について】
ポジティブ・エッジのタイミングで、Dの値が (0)n になり、これが出力 (Q0)n+1に設定される。
つまり
(Q0)n+1 = (0)n であるから
(Q0)1 = 1、 (Q0)2 = 0、(Q0)3 = 1、と、1と0が交互に入れ替わる。

【Q1について】
(Q1)n+1 = (Q0)n XOR (Q1)n であるから、

従って、
(Q1)1 = (Q0)0 XOR (Q1)0 = 0 XOR 0 = 0
(Q1)2 =
(Q0)1 XOR (Q1)1 = 1 XOR 0 = 1
(Q1)3 = (Q0)2 XOR (Q1)2 = 0 XOR 1 = 1

この時点で、答えはAと判る。


【Q2について】
(Q2)n+1 = (((Q1)n XOR (Q2)n) AND (Q0)n) OR ((0)n AND (Q2)n) より

(Q2)1 = (((Q1)0 XOR (Q2)0) AND (Q0)0 ) OR ((0)0 AND (Q2)0)
= ((0 XOR 0) AND 0) OR (1 AND 0)
= (0 AND 0) OR (1 AND 0)
= 0 OR 0 = 0

(Q2)2 = (((Q1)1 XOR (Q2)1 ) AND (Q0)1 ) OR ((0)1 AND (Q2)1)
= ((0 XOR 0) AND 1) OR (0 AND 0)
= (0 AND 1) OR (0 AND 0)
= 0 OR 0 = 0

posted by ファーストマクロ at 08:00| Comment(0) | R02技術士一次試験(情報工学)
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