応用情報技術者 2022年 春期 午前2 問20
問題文
FPGAの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：電気的に記憶内容の書換えを行うことができる不揮発性メモリ
イ：特定の分野及びアプリケーション用に限定した特定用途向け汎用集積回路
ウ：浮動小数点数の演算を高速に実行する演算ユニット
エ：論理回路を基板上に実装した後で再プログラムできる集積回路（正解）
FPGAの説明 +【午前2 解説】
要点まとめ
- FPGAは論理回路を基板上に実装後も再プログラム可能な集積回路であると結論づけられます。
- これは、ハードウェアの柔軟性を高め、設計変更や機能追加を容易にするための技術的根拠に基づきます。
- 差がつくポイントは「再プログラム可能」という特徴を正確に理解し、他の集積回路との違いを明確に把握することです。
正解の理由
選択肢エは「論理回路を基板上に実装した後で再プログラムできる集積回路」とあり、FPGAの本質を正しく表現しています。FPGA（Field Programmable Gate Array）は、ユーザーが設計した論理回路を後から何度でも書き換え可能な集積回路であり、用途に応じて柔軟に回路構成を変更できる点が特徴です。
よくある誤解
FPGAは不揮発性メモリではなく、書き換え可能な論理回路を実装するためのデバイスです。特定用途向けの固定回路や高速演算ユニットとは異なります。
解法ステップ
- FPGAの基本的な定義を確認する。
- 選択肢のキーワード「再プログラム可能」「論理回路の実装」に注目する。
- 他の選択肢が示す特徴（不揮発性メモリ、特定用途向け集積回路、浮動小数点演算ユニット）と比較する。
- FPGAの柔軟性と再プログラム性が唯一該当する選択肢を選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- ア: 不揮発性メモリはFPGAの特徴ではなく、フラッシュメモリなどの記憶装置の説明です。
- イ: 特定用途向け集積回路はASICの説明であり、FPGAは汎用的に再構成可能です。
- ウ: 浮動小数点演算ユニットはCPUやGPUの一部機能であり、FPGAの本質とは異なります。
- エ: FPGAの定義に合致し、正解です。
補足コラム
FPGAは設計の自由度が高く、プロトタイピングやカスタムハードウェアの開発に広く利用されます。ASICと異なり、製造後も回路を変更できるため、開発期間の短縮やコスト削減に寄与します。
FAQ
Q: FPGAは不揮発性メモリですか？
A: いいえ。FPGAは論理回路を再プログラム可能な集積回路であり、不揮発性メモリとは異なります。
A: いいえ。FPGAは論理回路を再プログラム可能な集積回路であり、不揮発性メモリとは異なります。
Q: FPGAとASICの違いは何ですか？
A: FPGAは後から回路を変更可能ですが、ASICは特定用途向けに固定された回路で変更できません。
A: FPGAは後から回路を変更可能ですが、ASICは特定用途向けに固定された回路で変更できません。
関連キーワード: FPGA, 再プログラム可能、集積回路、ASIC, 不揮発性メモリ
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