エンベデッドシステムスペシャリスト 2014年 午前2 問13
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。
メモリのアクセス速度がMPUより遅い場合、MPUがアクセスを開始しても、メモリ側のデータ準備が間に合わないことがあります。このときレディ機能でメモリの準備完了を確認し、準備ができるまでMPUをウェイト状態にします。
このように、ウェイト機能とレディ機能は、MPUと低速なメモリの動作タイミングを合わせるために使います。
解法ステップ
- ウェイト機能は、MPUの処理を一時的に待たせる機能です。
- レディ機能は、接続された装置が処理可能になったことをMPUに知らせる機能です。
- したがって、メモリの準備ができるまでMPUを待たせてアクセスのタイミングを合わせる、という説明が該当します。
選択肢別の誤答解説
- ア:MPUとDMAコントローラがバスを利用する順番を調整するのは、バス調停の役割です。ウェイト機能とレディ機能の使い方ではありません。
- イ:OSが実行すべきタスクがないときにMPUを待機させるのは、アイドル処理などに関する説明です。低速メモリとの同期とは異なります。
- ウ:アクセス速度の遅いメモリに合わせてMPUを待たせる説明であり、ウェイト機能とレディ機能の用途に該当します。
- エ:入出力装置の処理完了をMPUに知らせる方法としては、割込みなどが使われます。メモリとのアクセス速度の同期とは異なります。
よくある誤解
-
ウェイト状態を、タスクがないときの待機状態と混同する
ウェイト機能は、周辺装置やメモリの準備が整うまでMPUの動作を待たせるためにも使われます。 -
レディ信号を、処理完了の割込みと同じものだと考える
レディ機能は、装置がアクセスに応答できる状態かどうかを示し、タイミング調整に使われます。処理完了を通知する割込みとは役割が異なります。 -
ウェイト機能がメモリ自体を高速化すると考える
メモリの速度は変わりません。MPU側を待たせることで、速度差による不整合を防ぎます。
補足コラム
MPUの動作に比べてメモリのアクセスが遅い場合、MPUが待つ時間を「ウェイト状態」や「ウェイトステート」と呼びます。レディ信号によってメモリの準備完了を確認し、必要な時間だけ待つことで、低速なメモリも正しく利用できます。
FAQ
Q. ウェイト機能を使うと、メモリへのアクセスは速くなりますか?
A. いいえ。メモリの速度を上げる機能ではありません。MPUの動作をメモリの応答に合わせます。
A. いいえ。メモリの速度を上げる機能ではありません。MPUの動作をメモリの応答に合わせます。
Q. レディ機能は何を知らせますか?
A. 接続されたメモリなどが、MPUからのアクセスに応答できる状態かどうかを知らせます。
A. 接続されたメモリなどが、MPUからのアクセスに応答できる状態かどうかを知らせます。
関連キーワード: ウェイトステート、レディ信号、MPU、メモリアクセス、バス調停、割込み

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