応用情報技術者 2023年 秋期 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は論理回路を実装後に再プログラム可能な集積回路であることが結論です。
- 根拠は、FPGAが「Field Programmable Gate Array」の略で、現場で回路構成を変更できる点にあります。
- 差がつくポイントは「再プログラム可能」「論理回路基板上に実装」「特定用途向けではない」ことの理解です。
正解の理由
選択肢エは「論理回路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の本質を正確に表しています。FPGAは設計者が現場で回路構成を自由に変更できるため、試作や多様な用途に適しています。
よくある誤解
FPGAは不揮発性メモリではなく、揮発性の構成メモリを使うため電源断で設定が消えます。特定用途向けのASICとは異なり、汎用的に使える点も混同しやすいです。
解法ステップ
- FPGAの正式名称「Field Programmable Gate Array」を確認する。
- 「Programmable（再プログラム可能）」の意味を理解する。
- 選択肢の特徴とFPGAの特徴を照合する。
- 不揮発性メモリや特定用途向けASICとの違いを整理する。
- 最もFPGAの特徴に合致する選択肢を選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- ア: 不揮発性メモリの説明であり、FPGAの特徴ではありません。
- イ: 特定用途向けのASICの説明で、FPGAは汎用的に使えます。
- ウ: 浮動小数点演算ユニットはFPGAの機能ではなく、専用の演算装置の説明です。
- エ: FPGAの正しい説明です。
補足コラム
FPGAは設計の柔軟性が高く、試作や少量生産に適しています。ASICに比べて開発コストが低く、設計変更も容易ですが、動作速度や消費電力はASICに劣る場合があります。近年はAIや通信分野での活用が増えています。
FAQ
Q: FPGAは不揮発性メモリですか？
A: いいえ、FPGAの構成情報は揮発性メモリに保存され、電源断で消えます。
A: いいえ、FPGAの構成情報は揮発性メモリに保存され、電源断で消えます。
Q: FPGAとASICの違いは何ですか？
A: FPGAは再プログラム可能で汎用的、ASICは特定用途向けに固定設計された集積回路です。
A: FPGAは再プログラム可能で汎用的、ASICは特定用途向けに固定設計された集積回路です。
関連キーワード: FPGA, 再プログラム可能、論理回路、ASIC, 集積回路、不揮発性メモリ
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