平成30年度 春期 午前 問23
コンピュータ構成要素
分周器の値
ワンチップマイコンにおける内部クロック発生器のブロック図を示す。15 MHz の発振器と，内部の PLL1，PLL2 及び分周器の組合せで CPU に 240 MHz，シリアル通信（SIO）に 115 kHz のクロック信号を供給する場合の分周器の値は幾らか。ここで，シリアル通信のクロック精度は±5%以内に収まればよいものとする。
〔図〕内部クロック発生器のブロック図
（枠と結線の絵）
発振器 ──15 MHz──▶ PLL1（8 逓倍）──┬──▶ PLL2（2 逓倍）──240 MHz──▶ CPU
│
└──▶ 分周器 ──115 kHz・±5%──▶ SIO- ア1／2⁴
- イ1／2⁶
- ウ1／2⁸
- エ1／2¹⁰
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✓ これが正解エ1／2¹⁰
解説
分周器に入るのは 120 MHz です。
設問は、分周器の値を選ばせています。軸は、計算を始める前に図の結線をたどって、分周器の入口に何 MHz が届くのかを決めることです。発振器の 15 MHz は、まず 8 逓倍されて 120 MHz になります。そこで線が二手に分かれ、片方はさらに 2 逓倍されて 240 MHz として CPU へ向かいます。この 240 MHz が設問の数値と一致するので、たどり方が正しいことの検算になります。もう片方が分周器へ入る線で、その入口の値は 120 MHz です。120,000,000 を 115,000 で割ると約 1,043 で、2 の冪では 1,024 がいちばん近いので 1／2¹⁰ を当てます。実際の出力は 120,000,000 ÷ 1,024 ＝ 117,187.5 Hz、目標とのずれは 2,187.5 ÷ 115,000 ＝ 約 1.9% で、設問が許す 5% に収まります。精度の断りが書かれている問では、近いことを確かめるだけでなく、ずれの割合まで出しておきます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア1／2⁴：十六分の一にあたる値で、出力は 7.5 MHz になります。目標は 115 kHz なので、桁そのものが六十倍以上離れてしまいます。
- イ1／2⁶：六十四分の一にあたる値で、出力は 1.875 MHz になります。これも桁が合わず、許された 5% のずれには到底収まりません。
- ウ1／2⁸：二百五十六分の一にあたる値で、出力は 468.75 kHz になります。目標の四倍以上になるため、精度の条件で落ちます。
出典：平成30年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問23（改変：原典の図表をテキストに書き起こした）
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