エンベデッドシステムスペシャリスト 2010年午前2 問16

問題文

アドレスバスとデータバスを共用するMPUにEPROMを接続するため、図の回路構成にする。この場合、ラッチ制御信号として、適切なものはどれか。ここで、ラッチ回路は、ラッチ制御信号がHレベルなら入力を通過させ、Lレベルになるとそれを保持するものとする。

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ア：（正解）

イ：

ウ：

エ：

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正しいのは、ラッチ制御信号が最初の縦の点線でHになり、次の縦の点線でLになるアです。

MPUのAD₁₅～AD₀₀は、アドレスとデータで共用されます。そのため、アドレスがバスに出ている間にラッチ回路へ取り込み、バスがデータに切り替わる前にラッチ制御信号をLにします。

このラッチ回路は、制御信号がHの間は入力を通過させ、Lになるとその時点の値を保持します。したがって、アドレスを取り込んだ後にLへ切り替えれば、MPU側のバスがデータに変わっても、EPROMには保持したアドレスを出し続けられます。

ADバスがアドレスとデータを共用していることを確認します。
アドレスを読み取った後、同じ信号線がデータの伝送に使われます。
アドレスをラッチ回路に取り込む必要があります。
アドレスが出ている間はラッチ制御信号をHにし、ラッチ回路に入力を通過させます。
データに切り替わる前にラッチを閉じます。
ラッチ制御信号をLにすると、アドレスが保持されます。これにより、EPROMのアドレス端子にはアドレスを出し続けられます。
アドレスの取り込み後、早めにLへ切り替わる波形を選びます。
この条件に合うのがアです。

ア：正解です。
アドレスを取り込むためにHになり、データに切り替わる前にLとなってアドレスを保持します。
イ：不適切です。
Hの期間が長く、バスがアドレスからデータへ切り替わるタイミングまでラッチが入力を通過させるおそれがあります。データをアドレスとして取り込んでしまう可能性があります。
ウ：不適切です。
イよりさらに遅くLになるため、アドレスを保持する前にバスがデータへ切り替わるおそれがあります。
エ：不適切です。
Lへの切替えが最も遅く、データの期間にも入力を通過させてしまいます。EPROMのアドレスを安定して保持できません。

ラッチ制御信号がHのときに値を保持すると思う
この問題のラッチは、Hの間は入力を通過させ、Lになったときに値を保持します。信号のレベルと動作の対応を問題文で確認してください。
リード信号をそのままラッチ制御に使えると思う
リード信号はEPROMからデータを読み出すための制御信号です。アドレスを保持するタイミングとは役割が異なります。
Hの期間は長いほど安全だと思う
Hの間は入力が通過するため、長すぎるとデータまで通過します。アドレスを取り込んだ後、データに切り替わる前にLにする必要があります。

EPROMのOE端子とCS端子には上線が付いているため、一般にLレベルで有効になる信号です。リード信号やチップセレクト信号がLになるとEPROMの読み出し動作が関係しますが、これらの信号とラッチ制御信号は別々の目的で使われます。

この回路では、ラッチがアドレスを保持している間に、MPUは同じADバスを使ってEPROMから読み出したデータを受け取れます。

なぜアドレスをラッチで保持する必要があるのですか？
MPUのADバスは、アドレスを出した後にデータの伝送にも使われるためです。アドレスをラッチに保持することで、バスがデータに切り替わった後もEPROMのアドレス端子を維持できます。

ラッチ制御信号は、アドレスが出ている間ずっとHでなければなりませんか？
いいえ。アドレスを取り込んだ後、バスがデータに切り替わる前にLにすれば保持できます。むしろ、Hのまま長く保つとデータまで通過するおそれがあります。

リード信号とチップセレクト信号の波形だけで判断できますか？
これらはEPROMの読み出しや選択のタイミングを表します。ラッチ制御信号は、アドレスを取り込んで保持するタイミングに着目して選びます。

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