応用情報技術者 2009年 秋期 午前2 問23

RSフリップフロップの動作解析【午前2 解説】

要点まとめ

• 結論：S=1, R=1から一時的にS=0にし再びS=1に戻すと、X=1、Y=0となる。
• 根拠：NANDゲートを用いたRSフリップフロップは、S=0でセット状態（X=1, Y=0）に遷移し、S=1に戻しても状態を保持する。
• 差がつくポイント：フィードバック回路の動作理解と、NANDゲートの論理特性を正確に把握できているかが鍵。

正解の理由

• 初期状態はS=1, R=1で保持状態。
• Sを0にすると、上部NANDゲートの出力が1となり、X=1に変化。
• これにより下部NANDゲートの入力が変わり、Y=0となる。
• Sを再び1に戻しても、フィードバックによりX=1、Y=0の状態が保持されるため、選択肢ウが正解です。

よくある誤解

• S=1, R=1の状態は「不定」ではなく「保持」状態であることを誤解しやすいです。
• NANDゲートの出力が0になる条件を混同し、XやYの値を逆に考えることがあります。

解法ステップ

1. 回路の構成をRSフリップフロップと認識する。
2. S=1, R=1のときの状態を「保持状態」と理解する。
3. Sを0にすると上部NANDゲートの出力が1になることを確認。
4. その結果、X=1、Y=0のセット状態に遷移する。
5. Sを再び1に戻しても状態が保持されることを理解する。
6. 最終的なX, Yの値を選択肢から選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア: X=0, Y=0
  → NANDゲートの特性上、両方が0になることはない。
• イ: X=0, Y=1
  → S=0でセット状態になるためX=1が正しい。
• ウ: X=1, Y=0
  → 正解。S=0でセットされ、S=1に戻しても保持される状態。
• エ: X=1, Y=1
  → R=1のままなのでリセット状態にはならず、Y=1は誤り。

補足コラム

• S=0でセット（Q=1）、R=0でリセット（Q=0）となり、両方1のときは状態保持。
• S=R=0は禁止状態であり、回路の動作が不定になります。
  この基本動作を理解することは、より複雑な同期回路やメモリ設計の基礎となります。

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