エンベデッドシステムスペシャリスト 2009年 午後1 問02

解答の導き方

1. ふた開状態からふた閉状態への遷移
   表2には、ふたの自動開閉について「人検出センサがOFFのときふたを閉じる」とあります。したがって、この遷移条件は 人検出センサOFF です。
2. ふた開状態から着座状態への遷移
   着座状態になるのは、便座に人が座ったときです。着座センサは、人が座ると ON になります。また、表2では着座センサが ON のときに洗浄水の温度制御を行うため、遷移条件は 着座センサON、遷移時の処理は図2にあるとおり水温制御開始です。
3. 着座状態からふた開状態への遷移
   着座状態を終えるのは、便座から腰を離したときです。着座センサはそのときOFFになるため、遷移条件は 着座センサOFF です。着座状態で行っていた水温制御も、この遷移時に停止します。
4. 着座状態から洗浄状態への遷移
   表2の洗浄機能では、着座センサが ON の状態で洗浄開始スイッチの ON を検出すると、洗浄水の噴出を開始します。したがって、遷移条件は 洗浄開始スイッチON です。
5. 洗浄状態から着座状態への遷移
   洗浄停止スイッチの ON を検出すると洗浄水の噴出を停止します。着座状態へ戻る遷移なので、着座センサは引き続き ON のままです。遷移条件は 洗浄停止スイッチON となります。
6. 洗浄状態からふた開状態への遷移
   この遷移は、洗浄停止スイッチを押した場合ではなく、着座センサがOFFになった場合に起きます。着座センサがOFFなら洗浄水の噴出を停止する必要があり、着座状態も終了するため水温制御も停止します。よって、遷移時の処理は 洗浄停止と水温制御停止 です。

誤りやすいポイント

• ふた開状態からふた閉状態への条件を、ふた開閉検出センサの状態と取り違えないようにします。表2の自動開閉機能で使われる条件は人検出センサです。
• 着座状態から洗浄状態への遷移条件は、着座センサが ON であることだけではありません。洗浄開始スイッチの ON が必要です。
• 洗浄状態から着座状態へ戻る場合と、ふた開状態へ戻る場合では、遷移条件が異なります。前者は洗浄停止スイッチの ON、後者は着座センサのOFFです。
• 洗浄状態からふた開状態へ移るときは、洗浄停止だけでなく水温制御も停止します。一方、着座状態へ戻るときは着座状態が続くため、水温制御を停止する遷移ではありません。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• センサがOFFになった位置を、ふたが完全に閉じた位置だと考えないでください。OFFの範囲は閉じた位置だけでなく、0度から6度未満までを含みます。
• (a)では、ふた全体を0度から120度まで動かすパルス数ではなく、センサがONになった位置から120度まで動かすパルス数を求めます。
• モータの1回転でふたが動く角度は2度です。駆動パルス数を角度に換算するときは、この関係を使います。

FAQ

解答の導き方

1. まず、図2で洗浄状態に入るときの処理を確認します。着座状態から洗浄状態への遷移条件は洗浄開始スイッチのONで、遷移時には洗浄開始処理が行われます。表3によると、洗浄開始処理タスクは洗浄水の噴出を開始し、洗浄水噴出力制御タスクに制御開始を依頼します。
2. 洗浄状態では、洗浄状態から別の状態へ移る条件も検出する必要があります。表3では、状態遷移条件検出タスクが10ミリ秒周期でセンサとスイッチの状態を読み取り、変化を検出するとメインタスクへ通知するとあります。そのため、洗浄水を噴出している間も状態遷移条件の検出処理が続きます。
3. さらに、表3では洗浄水噴出力制御タスクが100ミリ秒周期で噴出力設定スイッチを読み取り、水噴出ポンプを制御します。また、洗浄水温度制御タスクは、メインタスクから水温制御停止依頼を受けるまで、200ミリ秒周期で水温設定スイッチと水温センサを読み取り、ヒータを制御します。図2では、洗浄状態へ移る前の着座状態への遷移時に水温制御が開始され、洗浄状態から着座状態へ戻るときに洗浄停止が行われます。したがって、洗浄状態では水温制御も継続しています。
4. これらの処理に加えて、洗浄水噴出力制御タスクと洗浄水温度制御タスクは、表3にあるタイマタスクの時間計測機能を利用します。つまり洗浄状態では、状態遷移条件の検出、洗浄水噴出力の制御、洗浄水温度の制御、タイマ処理を同時に進める必要があります。このため、gに入るのは「洗浄」です。また、hに入るのは「洗浄水温度」です。

誤りやすいポイント

• 洗浄状態では噴出力制御だけを行うと考えないようにします。水温制御は着座状態で開始され、停止依頼があるまで続きます。
• 状態遷移条件の検出処理は、状態が変わる瞬間だけ実行する処理ではありません。表3では10ミリ秒周期で起動されます。
• hには「ヒータ」ではなく、制御対象を表す「洗浄水温度」が入ります。ヒータは洗浄水温度を調節するための構成要素です。

FAQ

解答の導き方

1. 図2では、ふた開状態、着座状態、洗浄状態が「一定時間経過」したときに緊急通報状態へ遷移します。メインタスクは図2の状態遷移を制御するため、各状態にとどまった時間を把握する必要があります。この時間の計測を依頼するタスクは「メイン」です。
2. 表3の「洗浄水温度制御」タスクは、タイマタスクの時間計測機能を使って「200ミリ秒周期」で水温設定スイッチと水温センサを読み取ります。よって、このタスクも時間計測を依頼します。
3. 表3の「洗浄水噴出力制御」タスクは、タイマタスクの時間計測機能を使って「100ミリ秒周期」で噴出力設定スイッチを読み取ります。したがって、このタスクも時間計測を依頼します。

誤りやすいポイント

• 「状態遷移条件検出」タスクを、周期起動されるという理由だけで答えに含めないようにします。このタスクはリアルタイムOSのタイマ機能を利用します。
• 「メイン」は表3の説明にタイマタスクへの依頼が直接書かれていません。しかし、図2の状態遷移条件には状態が一定時間経過したことが含まれ、メインタスクが状態遷移を制御することから、時間計測が必要だと判断できます。
• タイマタスクを使う周期の長さだけで判断せず、時間計測を必要とする各タスクの処理内容を確認します。

FAQ

解答の導き方

1. まず、図2で洗浄状態から緊急通報状態へ遷移するときの処理を確認します。遷移時には「洗浄停止と水温制御停止及び緊急通報」を行います。したがって、メインタスクが依頼する処理は、この三つに対応するものです。
2. 表3で「洗浄停止」を担当するタスクを確認すると、メインタスクから洗浄停止依頼を受けて、洗浄水の噴出を停止し、洗浄ノズルを引き込む「洗浄停止処理」です。
3. 「水温制御停止」は、洗浄水温度制御タスクの処理内容に対応します。このタスクは、メインタスクから水温制御停止依頼を受けるまで制御を継続するため、緊急通報状態へ遷移する際に停止依頼を受けます。
4. 「緊急通報」は、電話回線を介して緊急通報を送信する「緊急通報」タスクが担当します。

誤りやすいポイント

• 「水温制御停止」を、洗浄水温度制御タスクとは別の専用停止タスクがあると考えないようにします。表3では、洗浄水温度制御タスクが開始依頼と停止依頼の両方を受けます。
• 洗浄停止処理タスクから依頼される洗浄水噴出力制御タスクを、メインタスクが直接依頼する三つのタスクに含めないようにします。
• 図2の遷移時の処理にある三つの動作を、表3のタスクの役割と一つずつ対応させます。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 洗浄開始・停止スイッチの操作を、洗浄開始処理タスクや洗浄停止処理タスクが直接検出すると考えないようにします。表3では、スイッチの変化を検出してメインタスクへ通知するのは状態遷移条件検出タスクです。
• 噴出力設定は洗浄開始・停止の状態遷移条件ではありません。設定値を読み取り、水噴出ポンプを制御するタスクを選びます。
• 洗浄水温度制御タスクだけに注目しないようにします。リモコンのスイッチ情報には、状態遷移に使う情報と、噴出力制御に使う情報も含まれます。

FAQ

解答の導き方

1. 表3によると、洗浄水温度制御タスクは、タイマタスクの時間計測機能を使って200ミリ秒周期で処理します。したがって、タスクが周期的に処理を行うきっかけとなる通知元は「タイマ」タスクです。これが[i]に入ります。
2. リモコンの設定水温は、情報振分けタスクから通知を受けたときに変数tmpへ格納されます。以後、周期ごとの処理では、変数stsが1なら、この保存済みの設定水温を使います。
3. 変数stsが1以外の場合は、本体側の水温設定を使う必要があります。表3では、周期的な温度制御の際に「水温設定スイッチと水温センサの内容を読み取り」とあります。このうち、制御目標となる温度の設定値を読み取るのは「水温設定スイッチ」です。これが[j]に入ります。
4. 変数stsは初期化処理を含め、ほかの処理で初期化されていません。そのため、リモコン設定を使う状態を示す値が残ったり、初期値が未定義だったりする可能性があります。洗浄水温度制御タスクを開始するときに、リモコン設定を使う状態ではないことを示す必要があります。表3にある開始依頼は「水温制御開始依頼」なので、これが[k]に入ります。この依頼を受けたとき、変数stsに1以外を格納します。

誤りやすいポイント

• [i]を「状態遷移条件検出」としないようにします。状態遷移条件検出タスクはセンサやスイッチの変化を検出してメインタスクへ通知するタスクです。水温制御の周期処理は、表3でタイマタスクの時間計測機能を使うとされています。
• [j]は水温センサではありません。水温センサは現在の洗浄水の温度を測るもので、設定目標を読み取るのは水温設定スイッチです。
• [k]は「水温制御停止」ではありません。リモコン設定を使わない状態に戻すタイミングは、洗浄水温度制御タスクが動き始めるときです。
• 変数stsに格納する値は「1以外」と指定されています。具体的な値を0と決めつけないようにします。

FAQ