平成29年度 春期 午前Ⅱ 問15
ハードウェア
クロックに関する問題
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。クロックを 2^n 分の 1 に分周するだけで 57.6 k ビット/秒の通信速度を得るためには,マイコンに供給するクロックを何 MHz にするのが最も適切か。ここで,シリアル通信ポートのクロックの精度は 5%以内に収まればよいものとする。
マイコンシステムのクロック構成図:
クロック発生器 ──┬──────────→ マイコン
↓
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
60 MHz を 1024 分周すると約 58.6 k で誤差5%以内です。
マイコンのクロックを 2^n 分の 1 にして 57.6 k ビット/秒を作るので、クロック周波数を 2 のべき乗で割った値が 57.6 k の ±5% 以内、すなわち約 54.7 k〜60.5 k に入るものを探します。57.6 k に近いのは 2^10=1024 分周なので、各選択肢を 1024 で割ります。60 MHz÷1024≒58.59 k で、57.6 k との差は約+1.7% となり 5% 以内に収まります。52 MHz÷1024≒50.78 k(約−11.8%)、66 MHz÷1024≒64.45 k(約+11.9%)、72 MHz÷1024≒70.31 k(約+22.1%)で、ほかの分周比にしても範囲には入りません。分周比が 2 のべき乗に限られるときは、目標の値に 2^n を掛けたあたりのクロックを探す、という手順で解けます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア52:52 MHz を 1024 分周すると約 50.78 k ビット/秒で、57.6 k より約 11.8% 低くなります。512 分周では約 101.6 k と高すぎるので、2 のべき乗のどの分周比でも許容範囲の 5% 以内には入りません。
- ウ66:66 MHz を 1024 分周すると約 64.45 k ビット/秒で、57.6 k より約 11.9% 高くなります。2048 分周にすると約 32.2 k まで下がってしまうので、2 のべき乗の分周だけでは 5% 以内に収められません。
- エ72:72 MHz を 1024 分周すると約 70.31 k ビット/秒で、57.6 k より約 22% 高くなります。2048 分周では約 35.16 k と低くなりすぎ、どの 2 のべき乗で割っても 5% の範囲に入りません。
出典:平成29年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問15
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