エンベデッドシステムスペシャリスト 2024年 午前2 問10
問題文
WAITが入らないときには4クロックでメモリアクセスするMPUがある。メモリアクセスが最も速い組合せはどれか。

選択肢
ア:
イ:
ウ:
エ:(正解)
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メモリアクセス時間の比較【午前2解説】
正解の理由
WAITがない場合、メモリアクセスには4クロックかかります。WAITが1クロック増えるごとに、アクセスに必要なクロック数も1クロック増えます。
メモリアクセス時間は、次の式で求められます。
各選択肢の時間を比べると、次のとおりです。
最も時間が短いのはエなので、メモリアクセスが最も速い組合せです。
解法ステップ
- WAITがないときのアクセス時間が4クロックであることを確認します。
- WAITのクロック数を加えて、各選択肢の総クロック数を求めます。
- ア:4クロック
- イ:5クロック
- ウ:6クロック
- エ:7クロック
- 「総クロック数 ÷ クロック周波数」でアクセス時間を求めます。
- 時間が最も短い選択肢を選びます。
選択肢別の誤答解説
- ア:8 MHzで4クロックなので、アクセス時間は500 nsです。
- イ:10 MHzで5クロックなので、アクセス時間は500 nsです。アと同じ時間です。
- ウ:12.5 MHzで6クロックなので、アクセス時間は480 nsです。
- エ:16 MHzで7クロックですが、1クロックの時間が短いため、アクセス時間は437.5 nsとなり最短です。
よくある誤解
- クロック周波数が高ければ必ず最速だと思う
WAITが多いと必要なクロック数も増えるため、周波数だけでは判断できません。 - WAITの数を総クロック数に含め忘れる
WAITは追加の待ち時間なので、4クロックに加算します。 - クロック数だけを比較する
実際の時間は、クロック数だけでなくクロック周波数も考慮して求めます。
補足コラム
クロック周波数の逆数が、1クロックにかかる時間です。例えば16 MHzでは、1クロックは です。7クロックなら、アクセス時間は となります。
FAQ
Q. WAITは何を表しますか?
A. MPUがメモリの応答を待つために追加するクロック数です。WAITが増えるほど、メモリアクセス時間は長くなります。
A. MPUがメモリの応答を待つために追加するクロック数です。WAITが増えるほど、メモリアクセス時間は長くなります。
Q. MHzのまま計算してもよいですか?
A. はい。クロック数をMHzで割ると時間はマイクロ秒で求められます。ナノ秒で表す場合は、マイクロ秒を1,000倍します。
A. はい。クロック数をMHzで割ると時間はマイクロ秒で求められます。ナノ秒で表す場合は、マイクロ秒を1,000倍します。
関連キーワード: クロック周波数、WAIT、メモリアクセス時間、クロック周期

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