【情報処理教科書 エンベデッドシステムスペシャリスト】まとめ

エンベデッドシステムスペシャリストの受験にともない本を買ったのですが、初学者にとってはびっくりするほど不親切な内容だったので、調べた内容をまとめました。

これの、2015年版を読んでいて、わからなかった箇所についての自己解釈まとめです。

勉強が進むにつれて加筆します。

P.16〜 第1章

1.1 論理回路

1.1.1 組合せ論理回路

●ダイオードと抵抗による入力の拡張

ダイオード

半導体を用いた部品。

アノード→カソードの方向のみ電気を流す、べんのやつ

TTLレベル
入力信号 | 東芝 半導体&ストレージ製品

試験には出なそう?

接地

アースのこと。
電流を逃がす方?

1.1.2 順序理論回路

●RSラッチ

S…Set
R…Reset

Sが1のときはセット、
Rが1のときはリセットする。
SもRも1は禁止。

1.2 加算器・カウンタ・タイマ

1.2.1 加算器

●全加算器

全加算器

下の桁からの繰り上がりも計算できる加算器

●並列加算器

LSB

最小の桁

MSB

最大の桁

1.3 アナログ回路

アナログ

連続
自然界の事象

デジタル

等間隔

1.3.4

RS積分回路

抵抗(R)とコンデンサ(C)を直列に繋いだ回路。
電荷がコンデンサに蓄えられてから放電されるため、入力より少し遅れて出力される。

そのときの遅延時間(=時定数)を、以下の式で表す。
時定数τ = 抵抗R(Ω) × コンデンサ(F)
時定数が大きいほど、遅延が大きい。

PWMで変調された信号をアナログ電圧として復調する回路としても用いられる。

★問81

1.3.5

演算増幅器
別名

オペアンプ
OPアンプ

試験対策
  • センサの入力値をデジタルに変更させるときは、A/D変換器の前に使用し、信号を増幅させる
    (H21 午前Ⅱ 問15)

1.4 LSI

別名集積回路。
コンデンサやダイオードなどの部品を一つの半導体に組み込んだもののこと。

第2章

2.3 バスアーキテクチャ

2.3.1 バスの構成要件

バスマスタ

バスを制御してデータの転送を行うもの。
CPUなど。

バススレーブ

バスマスタに操作される側のもの。
主記憶装置など。

バスアビータ

バスマスタを指揮するもの。バスマスタの制御が混乱しないように調整する。

2.4 メモリアーキテクチャ

2.4.1 メインメモリの制御

ページング方式

★画像

2.5 割り込み制御

2.5.2

ISR

優先順位が高い割り込み処理から順に実行される。

処理の実行中に、それよりも優先度の高いイベントの割り込みが発生した場合は、システムで多重割り込みが許可されているかどうかによって動作が異なる。

ISR処理時間とは、割り込んだイベントの処理にかかる所要時間のこと。(?)

第8章

8.1 プロセッサ

問3

分周

入力された周波数を1/整数倍すること。

ヘルツの場合、周波数を下げることであり、例えば32MHzのシステムクロックを32分周すると、周波数は1MHzとなる。

問11

MPU

マイクロプロセッサ。
コンピューターの演算処理を行う半導体チップ。
PCの場合はCPUと同義とのことなので、試験ではCPUのことと思えば良さそう。

MPUとは - IT用語辞典 Weblio辞書
MPUとは?IT用語辞典。 ⇒ マイクロ-プロセッサー
バウンダリ

「境界にある」ということばから転じ、メモリ上の固定長データの存在位置が、ゼロ位置から数えてその固定長の整数倍の長さの位置から始まっていること。「バウンダリ」とも。

バス長が2/4/8アドレスに当たるような場合、データの置き場所がバウンダリーを考慮して設計されていると、命令単位のバスの使用効率が上がる。バウンダリーから外れて設計されていると1命令に対しバスを2回使用する必要が出てくるため、効率が下がる。
引用元 : http://d.hatena.ne.jp/keyword/%A5%D0%A5%A6%A5%F3%A5%C0%A5%EA%A1%BC

通常、CPUとメモリとのやり取りは、1ビットごとに電線で結ばれている。
それらを、たとえば32ビットCPUの場合は、32ビット(=4バイト)ずつ、まとめて読み書きされる。
このまとまりを、「ワード」という。

この場合、4バイトのデータを、ワードの中にすっぽり納めてしまえば、1回の読み書きで済む。
ワードにすっぽりと納めるために、4の倍数の位置からデータを書くことを、「バウンダリ」という。

この問題の場合、
4バイトバウンダリで配置されている、ということは、
32ビットのROMからは1回の読み書き(=1アクセスサイクル)で実行できる。
問の表より、1アクセスサイクルは2クロックのため、命令の実行は1アクセスサイクル×2クロック=2クロック。
同様にして、8ビットのROMからは、4アクセスサイクル=16クロックで実行でできることがわかる。

8.3 バス

問26

リード信号

Hのときに信号を読むように指示する信号。

チップセレクト信号

CS信号とも書く。
複数の素子を接続している場合にどの素子からの読み書きを行うのか指定するための信号。
負論理のものが多い。

※負論理…NORやNANDなど、”not”のもの

負論理の場合、チップセレクト信号がHの場合、読み書きを止める。

8.6 システムの評価指数

問39

解説は断然下記の方がわかりやすい。
http://www.ap-siken.com/kakomon/17_aki/q34.html

8.8 記憶管理

問59

→

問81

トランジスタ

信号を増幅させたりスイッチの役割をもつ半導体。

トランジスタとは? | 村田製作所
株式会社村田製作所の「エレきっず学園」の電子部品のはたらき「トランジスタとは?」をご紹介します。

NPN型とPNP型の二種類があり、
スイッチとして使用する場合、トランジスタ側に電流を流したい場合はPNP、
流し込む場合はNPNを使用する。

電子工作入門::トランジスタ - びんずめ堂

その他

命令実行回数の求め方

実行可能命令の平均/秒 = クロック周波数 ÷ 平均CPI