組み込み技術者のための資格試験，傾向と対策（5） ―― 直前対策！ 情報処理技術試験特別号

解答・解説のページ（その2）

問　回路のスイッチが矢印の方向に切り換わるとき，端子AおよびBで図の波形が観測された．端子Xに現れる波形として，適切なものはどれか．

＜H20年度 春期 テクニカルエンジニア（エンベデッドシステム）午前 問題 問15を引用＞

　RSフリップフロップの基本的な問題です．RSフリップフロップは，S（セット）とリセット（R）の入力端子があり，一度，S（セット）が有効になると，出力がアクティブ（1）になり続けます．その後は，リセット（R）が有効になるまで，その出力状態を保持します．

　問題の図もRSフリップフロップの一種で，NAND素子2個で構成されています．

　NAND（NOT AND）は，２つの入力が両方ともHのときに出力がLになり，それ以外の場合，出力がHになります（参考：Interface 2009年3月号の記事「ロジック回路の基礎の基礎」）．

　初期状態では，A＝H，B＝Lであり，下側のNANDの入力（下側）がLなので，出力は必ずHになります．すると，上のNANDの入力（下側）はHになります．A＝Hなので，NANDの出力（X）はLとなります．

　スイッチが切り替わり，A＝L，B＝Hになると，上のNANDの入力（下側）はHであってもA＝Lにより，出力（X）はHに変化します．また，下のNANDの入力もB＝H，X＝Hとなるので，出力はLになります．一度X＝Hになると出力が安定するので，Aが不安定になりA＝Lに戻っても，X＝Hを保持します（下のNANDの出力がLとなり，上のNANDの入力（下側）もLであるため，常に上のNANDの出力はHとなる）．

　よって答えは，出力（X）がLからHへ変化しているイが正解となります．

　なお，この問題の図はRSフリップフロップの一種でAがセット，Bがリセットとなりますが，入力は負論理（電圧がLのときアクティブ（論理1）で，電圧がHのときネガティブ（論理0））になっている点に注意してください．

　この問題のAのような，スイッチの開閉時にH，Lが不安定になる現象をチャタリングと呼びます．チャタリングが発生すると，1回のスイッチのオン/オフを複数回のオン/オフと誤認するなどの不具合の原因になり，チャタリングの対策を行う必要があります．チャタリングの対策方法には，この問題のようにRSフリップフロップなどを使用してハードウェアでチャタリングを防止することもできますが，ソフトウェアでも対策が可能です．この，チャタリング対策もエンベデッドスペシャリスト試験の定番テーマの一つです．