エンベデッドシステムスペシャリスト 2014年 午後1 問01

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 連続録音ではファイル名が衝突しないという条件だけに注目し、時刻設定による時計の巻戻しを見落とすことがあります。
• 時刻を変更すれば必ず衝突すると考えるのは誤りです。過去の日時に戻した結果、以前に使った録音開始時刻と重なる場合に衝突します。
• ファイル名は録音日時ではなく、録音開始時の日時に基づいて付く点に注意してください。

FAQ

解答の導き方

1. レジューム情報には、再生停止位置などに加えて、音声データの内容を確認するためのチェックディジットが保存されます。本文には「再生対象の音声データの先頭16バイトからチェックディジットを作成する」とあります。
2. 次回再生時には、音声データからチェックディジットを作り直し、保存済みの値と比較します。つまり、音声データが以前と同じかどうかを確かめています。
3. USBで接続したPCからアクセスできるのは音声データ記録領域だけです。そのため、PCから音声データを別のデータに置き換えても、レジューム情報に保存された元のチェックディジットはそのまま残ります。特に、置き換えたデータのファイル名が元と同じなら、元の音声データに対応するレジューム情報との比較が行われます。
4. 置き換えた音声データの先頭16バイトが元と異なる場合、作り直したチェックディジットはレジューム情報の値と一致しません。したがって、チェックディジットが一致しない原因となる操作は、PCから同じファイル名の別の音声データに置き換えることです。

誤りやすいポイント

• PCから音声データを変更できることだけでなく、レジューム情報は音声データとは別の記録領域に保存される点も押さえましょう。
• ファイル名を変える操作ではなく、同じファイル名のまま別の音声データに置き換える操作が問われています。
• チェックディジットは音声データ全体ではなく、本文にあるとおり先頭16バイトから作成されます。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• レジューム情報は録音時に作成される、と考えないようにします。作成のタイミングは「各音声データの初回再生時」です。
• レジューム情報が見つからないことを、音声データ自体が存在しない状態と混同しないようにします。設問では音声データを削除するときの状態を尋ねています。
• 再生停止位置などの情報がまだ書き込まれていないことと、レジューム情報用のファイル自体がまだ作られていないことを区別します。

FAQ

解答の導き方

1. 設問は、図1の（A）において、ラジオのON／OFF制御以外に必要な制御内容を尋ねています。したがって、ラジオの電源を入れるだけでは放送を受信できない理由を考えます。
2. 問題文には、「周波数の選択はキー操作で行う」とあります。ラジオ放送を受信するには、電源のON／OFFに加えて、受信したい放送の周波数を選ぶ必要があります。
3. そのため、（A）に必要な制御内容は、受信する周波数の選択です。

誤りやすいポイント

• ラジオのON／OFF制御だけで受信できると考えないようにします。電源を入れた後、受信対象の周波数を選ぶ制御も必要です。
• 音声信号をADCに入力することと、ラジオの受信周波数を選ぶことは別の処理です。設問が問うているのは後者です。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• サンプリング周波数と量子化ビット数を掛けた値は、まずビット/秒になります。バイト/秒に直すには8で割ります。
• モノラルのデータ量を求めるため、ステレオのように2倍しないようにします。
• 「12分の1のデータ量」は、圧縮後の量が圧縮前の量の12分の1という意味です。12倍するのではありません。
• 1 Mバイトを1,000,000バイトとして計算します。問題文で単位の換算方法が指定されています。
• 最後に秒を時間へ換算し、指示どおり小数点以下を切り捨てます。

FAQ

解答の導き方

1. 再生中の各ハードウェアの状態を確認します。
   MPUとRAMは表3で「常時」とされているので、それぞれ880マイクロA、170マイクロAです。音声データの再生ではフラッシュメモリに書き込まないため、「書込み時以外」の200マイクロAを使います。オーディオモジュールはD/A変換処理時の130マイクロA、アンプは出力時の380マイクロAです。ラジオは音声データの再生には使わないので、停止時の10マイクロAです。
2. LCDの60秒間の平均電流を求めます。
   本文には、再生開始時にバックライトを点灯し、「20秒間キー操作を行わないと」消灯するとあります。キー操作を行わない条件なので、点灯は20秒間、消灯は残りの40秒間です。表3の電流から、LCDの平均電流は次のとおりです。
   $\frac{1,830\times 20+30\times 40}{60}=630\text{マイクロA}$
3. 各ハードウェアの平均電流を合計します。
   LCD以外は60秒間同じ状態で動作するため、表3の各電流とLCDの平均電流を合計します。
   $880+170+200+130+380+10+630=2,400\text{マイクロA}$
   これは2.4ミリアンペアです。
4. 電圧を掛けて平均消費電力を求めます。
   動作電圧は5Vなので、平均消費電力は次のとおりです。
   $5\times 2.4=12\text{ミリW}$
   小数第1位を四捨五入しても、整数の答えは変わりません。

誤りやすいポイント

• LCDを60秒間ずっと点灯状態として計算しないようにします。キー操作がないため、点灯は再生開始後20秒間です。
• フラッシュメモリは音声データの再生中なので、書込み時の3,800マイクロAではなく、書込み時以外の200マイクロAを使います。
• オーディオモジュールは録音ではなく再生に使うため、A/D変換処理時ではなくD/A変換処理時の電流を使います。
• 電力の計算では、電流をミリアンペアに換算してから電圧を掛けます。

FAQ

解答の導き方

1. aは、録音中にオーディオモジュールから変換完了の割込み通知を受け取った後に呼び出す関数です。表1では、音声データ変換中に「1秒分の音声信号の変換が完了すると、MPUに割込み通知を送信する」とあります。したがって、この時点でオーディオモジュールのバッファには、1秒分の音声データが格納されています。
2. 音声録音タスクは、その音声データを取得してファイル管理タスクに送る必要があります。表1の「音声データ取得」は、オーディオモジュールから「1秒分の音声データを取得する」処理で、取得後にバッファ内のデータを消去します。この処理に対応する関数がaに入るため、解答は「音声データ取得関数」です。
3. cは、レジューム情報タスクが音声データから作成し、レジューム情報の値と比較するものです。問題文では、再生対象の音声データの「先頭16バイトからチェックディジットを作成する」とあります。また、再生時には音声データからチェックディジットを再作成し、レジューム情報の値と一致するか確認します。
4. したがって、音声データから作成してレジューム情報と比較するcは「チェックディジット」です。

誤りやすいポイント

• 割込み通知を受け取ること自体と、音声データを取得する処理を混同しないようにします。割込み通知は変換完了を知らせるもので、データの取得には「音声データ取得」を使います。
• 音声データ変換開始関数と音声データ取得関数は役割が異なります。前者はA/D変換を起動し、後者は変換済みの1秒分のデータを受け取ります。
• cは再生停止位置や出力設定値ではありません。音声データとレジューム情報が対応しているかを確認するための値です。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• bは、音声データを取得する処理です。取得したデータをバッファに格納する処理は、その後に別途「音声データ格納関数を呼び出す」と示されています。
• 再生開始時には２秒分を準備しますが、再生中は1秒分の変換完了ごとに、次の1秒分を補充します。開始時と再生中の処理を混同しないようにします。
• 割込み通知は、音声データ全体の再生完了ではなく、1秒分の変換完了を知らせるものです。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 通知のきっかけごとに別々の処理を答えようとしないことです。設問は、三つの通知に共通する処理を尋ねています。
• 音声データの取得や保存は音声録音タスクやファイル管理タスクの処理です。メインタスクの共通処理と混同しないようにします。
• LCDに直接表示するのは表示タスクです。メインタスクは、表示情報を表示タスクに送信します。

FAQ

解答の導き方

1. 下線②では、音声再生タスクがレジューム情報を取得します。本文には、再生を停止すると「再生停止位置、出力設定値及びチェックディジット」をレジューム情報として記憶するとあります。したがって、レジューム情報には出力設定値だけでなく、前回どこで再生を止めたかも含まれています。
2. 設問では、レジューム情報を取得する目的の一つとして、出力設定値を決めることが示されています。もう一つの目的は、レジューム情報に含まれる再生停止位置を利用することです。
3. 本文では、次回の再生時にチェックディジットが一致すれば、「前回の再生停止位置から同じ状態で再生する」と説明されています。つまり、レジューム情報を取得することで、前回止めた位置から再生を再開できます。

誤りやすいポイント

• 下線②の目的を、出力設定値を決めることだけで終わらせないようにします。設問は、もう一つの目的を尋ねています。
• チェックディジットの作成・比較は、音声データとレジューム情報が対応しているかを確認する処理です。もう一つの目的として答えるのは、再生停止位置の利用です。
• レジューム情報には再生停止位置、出力設定値、チェックディジットが含まれます。それぞれの役割を区別しましょう。

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