平成26年度 秋期 午前 問20
ハードウェア
フリップフロップに関する問題
図の論理回路において，S＝1，R＝1，X＝0，Y＝1 のとき，S を一旦 0 にした後，再び 1 に戻した。この操作を行った後の X，Y の値はどれか。
〔論理回路〕
上段 … S と，下段の出力 Y の 2 入力をとる AND の後ろに，
○ を付けた三角（否定）が続く ⇒ その出力が X
下段 … R と，上段の出力 X の 2 入力をとる AND の後ろに，
同じく否定が続く ⇒ その出力が Y
2 本の帰還線は途中で交差している（X は下段の入力へ，Y は上段の入力へ）
S ──┤AND├──▷○──┬── X
│ │
└──── 交差 ──┤
┌────────────┘
R ──┤AND├──▷○──┬── Y- アX＝0，Y＝0
- イX＝0，Y＝1
- ウX＝1，Y＝0
- エX＝1，Y＝1
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✓ これが正解ウX＝1，Y＝0
解説
入力を戻しても出力はもとに戻りません。
まず素子を読み替えます。論理積の後ろに否定の丸が付いたものは否定論理積ですから、この論理回路は否定論理積を二つ、互いの出力を相手の入力へ交差して結んだ形です。上段の出力は S と下段の出力との論理積の否定、下段の出力は R と上段の出力との論理積の否定になります。与えられた初めの状態を当てはめると、上段は 1 と 1 の論理積の否定で 0、下段は 1 と 0 の論理積の否定で 1 となり、示された値と合います。次に S を 0 にします。論理積は片方が 0 ならもう一方の値にかかわらず 0 ですから、上段の出力は 0 の否定で 1 に変わります。その 1 が交差して下段の入力へ回るので、下段は 1 と 1 の論理積の否定で 0 になります。ここで S を 1 に戻します。上段は S が 1、下段の出力が 0 ですから論理積は 0 で、否定して 1 のままです。下段も 1 と 1 の論理積の否定で 0 のままです。つまり上段が 1、下段が 0 で動きません。この回路は順序回路であり、一瞬 0 を入れた事実が値として居座ります。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- アX＝0，Y＝0：二つの出力がそろって 0 になる状態は、この結び方では作れません。上段が 0 であるためには上段に入る二つがともに 1 でなければならず、そこには下段の出力が含まれているからです。
- イX＝0，Y＝1：与えた入力をもとに戻したのだから出力も戻る、と読んだ形です。帰還線を持たない組合せの回路ならその読みで合いますが、ここでは出力が自分の入力へ返っており、いまの値が次の値を決めます。
- エX＝1，Y＝1：二つの出力がともに 1 になるのは、S と R の両方を 0 にしたときに現れる状態です。今回の操作で動かしたのは片方だけで、もう一方は 1 のまま据え置かれているので、この状態は通りません。
出典：平成26年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問20
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