エンベデッドシステムスペシャリスト 2017年 午後1 問01

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 画素数に画素当たりのビット数を掛けて、まず画面全体のデータ量を求めます。
• LANの転送速度はビット／秒、表示バッファへの書込み速度はバイト／秒です。単位をそろえずに計算すると誤りになります。
• 1バイトは8ビットです。LAN転送時間を求める際は、データ量をビットで扱います。
• データ取得後に表示バッファへ書き込む処理なので、両方の時間を加算します。
• 問題文の指定どおり、Mは$10^6$として計算します。

FAQ

解答の導き方

1. 体はモータの軸に直結されており、「体がロボット台座の正面を向く位置をモータの180度の位置にしてある」とあります。図2では、正面から左右にそれぞれ60度の回転範囲が示されています。つまり、正面をモータの180度に置くことで、左右両方向に回転できる範囲を確保しています。
2. ここで、図2は正面を図の下側に向けた上面図なので、体から見た右側の停止位置が120度（図の左側）、左側の停止位置が240度（図の右側）です。つまり、体を右へ向けるほどモータの停止位置は小さくなり、左へ向けるほど大きくなります。
3. 一方、モータの可動範囲は0～360度で、1回転を超えません。正面をモータの0度に置くと、体を右方向へ向けるために必要な停止位置は0度より小さい側になり、モータをそこまで動かせません。

誤りやすいポイント

• モータの可動範囲が0～360度だから、正面をどの角度に置いても同じように左右へ回転できると考えることです。角度の端に正面を置くと、端を越える方向には動けません。
• 図2の左右をそのまま体の左右と読んでしまうことです。図2は正面を下に向けて描かれているので、体から見た右側は図の左側（120度）です。
• 体の回転範囲とモータの可動範囲を混同することです。体は図2に示された範囲内でしか回転できません。
• モータが360度の位置からさらに回転できると考えることです。問題文では、1回転を超えないとされています。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 停止位置の角度とデューティ比は比例します。200度をそのままデューティ比とせず、1回転の360度に対する割合を求めます。
• 周期の設定値は、タイマのクロック周波数とPWM信号の周期から求めます。Highの幅の設定値とは別に計算します。
• Highの幅は整数で設定するため、理想値の133.333…をそのまま設定することはできません。最も近い整数の133を選びます。
• 誤差は、設定後の停止位置と目標の200度との差です。デューティ比の差をそのまま角度の誤差として扱わないようにします。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• Highの幅を少しずつ変える目的を、「停止位置の精度を高めるため」とだけ考えないようにします。ここで問われているのは、体の回転にかける時間です。
• 20ミリ秒は、Highの幅の設定値を更新する間隔です。モータの回転速度そのものを表す値ではありません。
• Highの幅を少しずつ変えても、モータ自体の角速度が変わるわけではありません。停止位置の目標を段階的に変えることで、全体の回転に時間をかけます。
• 本文では、体が正面を向く位置はモータの180度の位置です。そのため、モータの150度の位置は、正面から150度回転した位置ではありません。

FAQ

解答の導き方

1. [a]は人検出タスクがメインタスクに通知する情報です。
   表1には、超音波センサは人を検出した場合に「最も近い位置にいる人の方向を出力する」とあります。表5でも、人を検出できた場合にデータを取得してメインタスクへ通知するので、通知するのは最も近い人がいる方向です。
2. [b]はタッチ座標がメニューのボタンに一致するかどうかを表します。
   タッチパネルタスクは、タッチされた座標をメインタスクに通知します。その座標がメニューのボタンの位置であれば、メインタスクはボタンの種別を判定し、対応する指示を表示＆LAN通信タスクに通知します。したがって、[b]には「タッチされた座標がメニューのボタンの座標であった」という条件が入ります。
3. [c]と[d]は、“戻る”ボタンがタッチされた後の処理です。
   ロボットの機能③では、“戻る”ボタンがタッチされると、情報サーバからメニューとボタンの情報を取得して表示します。表5では、情報サーバからデータを取得し、表示バッファへの書込みを指示するのは表示＆LAN通信タスクです。そのため、メインタスクはメニューとメニューのボタンを表示する指示を、このタスクに通知します。
4. [e]は人を検出できなくなったときに行う体の動作です。
   ロボットの機能④では、人が1.5メートルよりも離れると、それまでの動作を中止し、体をロボット台座の正面に向けます。表5では、体の動作指示をモータ制御タスクに通知するため、未検出になった場合の指示は、体をロボット台座の正面に向けるものです。

誤りやすいポイント

• [a]を人の検出結果だけと考えないようにします。人を検出した場合には、最も近い人がいる方向もメインタスクに通知します。
• [b]を「タッチされた座標がボタンの座標であった」と広く捉えすぎないようにします。“戻る”ボタンの処理は、表5で別の条件として扱われています。
• [c]は画面に表示する内容、[d]はその指示を受けるタスク名です。体を動かす処理ではないため、モータ制御タスクではありません。
• [e]では、人がいた方向ではなく、未検出になったときの動作として体を正面に戻します。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 人の未検出を一度通知したら、人検出タスクも停止すると考えないようにします。「人検出」は0.5秒ごとに起動するため、未検出状態でも確認を続けます。
• 体を正面に向ける動作が完了した後も、モータ制御タスクが動作し続けるとは限りません。新たな指示がなければ、追加のモータ制御はありません。
• 表示が完了した表示＆LAN通信タスクと、未検出の通知を受けて状態を維持するメインタスクを混同しないようにします。

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