基本情報技術者 2019年 秋期 午前（科目A） 問21

シリアル入力パラレル出力シフトレジスタ【午前解説】

正解の理由

解法ステップ

1. ストローブ立上りがどの破線（クロックエッジ）に対応するかを確認する（図では5本目の破線）。
2. その立上りまでに行われた「直近8回のクロック立上り」でサンプリングされたデータ列を古い順に並べる。
3. 図から，各クロック立上り時のデータレベルを読み取る（破線で変化している場合は「変化前」のレベルを使用）。
4. その8ビットをb7…b0として並べ，2進→16進に変換する。例：1,0,0,0,1,1,0,1 → $10001101_2=0x8D$。

選択肢別の誤答解説

• ア: 63（0x63 = $01100011_2$）
  → 0x63はビット列0,1,1,0,0,0,1,1を意味し，図のデータ遷移パターン（特に破線での遷移前の値を採る点）とは合致しません。
• イ: 8D（0x8D = $10001101_2$）
  → 正解。直近8回のサンプリングを古い順に並べるとこの列になります。
• ウ: B1（0xB1 = $10110001_2$）
  → 0xB1は1,0,1,1,0,0,0,1の並びで，図中の「高→低→高（2サイクル）→低（2サイクル）→高」によるサンプル順と一致しません。
• エ: C6（0xC6 = $11000110_2$）
  → 0xC6は1,1,0,0,0,1,1,0の並び。こちらも，最後のビット（最終サンプル）が1になる点や，直前2サイクルのパターンと不一致です。

よくある誤解

• 1. 「破線でデータが変わっているときは新しい値がサンプリングされる」と誤解する。図の遷移がクロックと同じ瞬間に描かれる場合は，通常は遷移前の値をサンプリングしたと考えます。
• 1. ビット順（MSB／LSB）を取り違える。シフトは下位（LSB）へ入力し，上位方向へシフトするため，新しいビットはb0に入り，古い順がb7へ移る点を忘れやすい。
• 1. ストローブは「次のクロックで確定」だと誤認する。問題文は「ストローブの立上りで確定」と明記しているので，ストローブ立上り時点の値を評価します。

補足コラム

• 実回路ではデータ遷移がクロック立上りに近接するとメタスタビリティやセットアップ／ホールド違反の問題が起きます。波形図問題では「遷移が破線上に描かれているときはエッジ直前の値をサンプルする」という慣例的解釈を使うと設問どおりに解けます。
• SIPO（Serial-In Parallel-Out）の理解は，LSBに新しいデータが入るのかMSBに入るのか，シフト方向が上位か下位かを明確にすることが重要です。設問文にある「上位方向へシフト」「最下位に取り込む」を必ず確認してください。

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