エンベデッドシステムスペシャリスト 2009年 午前2 問06
問題文
組込みシステムで使用されるI²Cバスの特徴として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：クロックとデータの2線式バスである。（正解）
イ：シングルマスタバスである。
ウ：データ転送の最高速度は、12Mビット／秒である。
エ：一つのバスに接続されるICは、最大15個と決められている。
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I²Cバスの基本構成【午前2解説】
正解の理由
I²Cは、クロック信号線のSCLとデータ信号線のSDAを使うシリアルバスです。信号線が2本で構成されるため、アが適切です。
複数のICを同じ2本の信号線に接続でき、クロックを出す側のマスタと、通信に応答する側のスレーブが通信します。
解法ステップ
- I²Cの基本信号線を思い出します。
- SCL：クロック信号線
- SDA：データ信号線
- 信号線がクロックとデータの2本である選択肢を探します。
- ほかの選択肢にある「シングルマスタ」「12 Mビット／秒」「最大15個」といった断定が、I²Cの一般的な特徴かを確認します。
選択肢別の誤答解説
- ア：適切です。I²Cは、クロック用のSCLとデータ用のSDAからなる2線式バスです。
- イ：誤りです。I²Cは複数のマスタが同じバスを利用するマルチマスタに対応できます。実際のシステムがシングルマスタ構成である場合はありますが、規格上シングルマスタに限られるわけではありません。
- ウ：誤りです。12 Mビット／秒はI²Cの代表的な転送速度ではありません。標準モードは100 kビット／秒、ファストモードは400 kビット／秒など、複数の速度モードがあります。
- エ：誤りです。接続できるICの数が一律に15個と定められているわけではありません。実際の接続数は、アドレスの重複やバスの電気的な条件などに左右されます。
よくある誤解
- 2線式だから、接続できるICは2個までだと思う
2本の信号線を複数のICで共有する仕組みです。信号線の本数と接続できるICの数は別の話です。 - マスタは必ず1台だと思う
I²Cはマルチマスタに対応しています。ただし、個々の装置やシステムが必ず複数マスタを使うという意味ではありません。 - 転送速度は常に一定だと思う
I²Cには複数の速度モードがあります。問題では、特定の数値をI²C全体の最高速度として断定している選択肢に注意します。
補足コラム
I²Cの信号線は、一般にプルアップ抵抗を介して電源側に接続し、デバイスが信号線をLOWにする方式で使われます。信号線を共有する構成にしやすいため、基板上でセンサや制御用ICなどを接続する用途で広く利用されています。
FAQ
Q. 2線式なのに、電源線やGND線が不要なのですか？
A. 「2線式」は、通信に使う信号線が2本という意味です。実際の回路では、電源やGNDも必要です。
A. 「2線式」は、通信に使う信号線が2本という意味です。実際の回路では、電源やGNDも必要です。
Q. I²Cの転送速度として覚えておく数値は何ですか？
A. 代表例として、標準モードの100 kビット／秒とファストモードの400 kビット／秒を押さえておくとよいでしょう。モードによって速度が異なります。
A. 代表例として、標準モードの100 kビット／秒とファストモードの400 kビット／秒を押さえておくとよいでしょう。モードによって速度が異なります。
関連キーワード: I²C、SCL、SDA、2線式バス、マルチマスタ、プルアップ抵抗
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