エンベデッドシステムスペシャリスト 2011年 午前2 問17
問題文
MPUがもつウェイト機能及びレディ機能の使い方として、適切なものはどれか。
選択肢
ア:MPUとDMAコントローラとのバス調停を行う。
イ:OSが実行すべきタスクがないときに、MPUをウェイト状態とする。
ウ:アクセス速度の遅いメモリにMPUを同期させる。(正解)
エ:入出力装置の処理完了をMPUに知らせる。
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ウェイト機能とレディ機能【午前2解説】
正解の理由
ウが適切です。ウェイト機能とレディ機能は、MPUとメモリなどのアクセス速度の違いを調整するために使われます。
MPUの処理速度に対してメモリの応答が遅い場合、MPUはデータが用意されるまで処理を一時的に待ちます。この待ち時間を設けることで、MPUと低速なメモリとの間でデータを正しくやり取りできます。
解法ステップ
- ウェイト機能は、MPUに処理を一時的に待たせる機能だと捉えます。
- レディ機能は、メモリなどの応答準備ができたかをMPUに知らせるために使われます。
- これらを組み合わせる目的は、MPUより応答が遅い装置に合わせてアクセスを調整することです。
- したがって、アクセス速度の遅いメモリにMPUを同期させるウが正解です。
選択肢別の誤答解説
-
ア:MPUとDMAコントローラとのバス調停を行う。
バス調停は、複数の装置がバスを使おうとしたときに、使用する装置を決める仕組みです。一般に、バス要求やバス許可などの信号を使います。ウェイト機能・レディ機能の目的とは異なります。 -
イ:OSが実行すべきタスクがないときに、MPUをウェイト状態とする。
実行するタスクがないときの待機は、OSやMPUのアイドル処理に関係します。低速メモリとのアクセス速度を調整する機能とは異なります。 -
ウ:アクセス速度の遅いメモリにMPUを同期させる。
正しい説明です。メモリの応答が遅いときにMPUを待たせ、データの準備ができてから処理を続けます。 -
エ:入出力装置の処理完了をMPUに知らせる。
入出力装置の処理完了を通知する仕組みとして代表的なのは、割込みです。レディ機能は、主にメモリなどがアクセスに応答できる状態かを示し、処理完了の通知とは役割が異なります。
よくある誤解
-
「ウェイト」は、OSがタスクのないときにMPUを休止させることだと思い込む
この問題のウェイトは、メモリなどの応答を待つためにMPUへ待ち時間を設けることです。 -
レディ信号を、入出力処理完了を知らせる割込みと混同する
レディ信号はアクセス先の準備状態を示すものです。処理完了の通知とは区別しましょう。 -
遅い装置に合わせるのではなく、速いMPUに装置を追従させると考える
実際には、応答が遅い側に合わせてMPUが待つことで、正しいアクセスを実現します。
補足コラム
MPUが低速なメモリにアクセスするとき、メモリ側がデータを準備できるまで、MPUの動作に待ちサイクルを加えることがあります。レディ信号によってアクセス先の準備完了を確認し、準備ができていなければ待機を続け、準備ができたら処理を再開します。
FAQ
Q. ウェイト機能は、MPUの処理速度そのものを遅くする機能ですか?
A. MPUの処理能力自体を変更するのではなく、遅いメモリなどへのアクセス時に待ち時間を設け、タイミングを合わせる機能です。
A. MPUの処理能力自体を変更するのではなく、遅いメモリなどへのアクセス時に待ち時間を設け、タイミングを合わせる機能です。
Q. レディ機能と割込みは何が違いますか?
A. レディ機能は、アクセス先が応答できる状態かを示します。割込みは、処理完了などの事象をMPUに通知し、通常の処理を中断して対応させる仕組みです。
A. レディ機能は、アクセス先が応答できる状態かを示します。割込みは、処理完了などの事象をMPUに通知し、通常の処理を中断して対応させる仕組みです。
関連キーワード: MPU、ウェイト機能、レディ機能、待ちサイクル、メモリアクセス、割込み

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