エンベデッドシステムスペシャリスト試験対策(1) - 論理回路
組み込み系システムやハードウェアの知識や実務経験はほとんどありませんが、気になっていた分野ではあるので試験に挑戦してみようと思います。
つまづいたところ、理解しにくかったところなどをアウトプットしていきます。おそらく、前提知識がなかったり忘れていたりするので初歩の内容だったりします。
まずは広く浅くでも知識を取り入れていきます。下記の書籍を元に進めます。
エンベデッドシステムスペシャリスト「専門知識+午後問題」の重点対策 第4版
第2部 第2章 論理回路
用語の整理
トランジスタ
論理回路ではスイッチの用途で使われる。ベース(またはゲート)側が切り替え役になり、Highになるとトランジスタに電流が流れる。
- バイポーラ型・・・電流流すとコレクタ、エミッタ間に電流が流れる
- MOS型・・・電圧を掛けると、ドレイン、ソース間に電流が流れる
直列につないでAND回路、並列につないでOR回路を作れる。
ワイヤードOR
並列に接続して作るOR回路。どちらかに電流が流れればONになる。一方向に制限するスイッチとしてダイオードを使う。
スリーステートバッファ
制御信号、入力、出力からなる素子。制御信号がLowになると出力から切り離す(ハイインピーダンス)。制御信号がHighなら入力信号をそのまま出力へ流す。
ハザード
素子の遅延によって起こる意図しない出力になること。
RSフリップフロップ
入力信号を一時的に記憶しておくことができる回路。RSはリセット、セット。
機械的振動でON/OFFが繰り返される(チャタリング)のを防ぐ。ごく短い時間に繰り返す。
同期回路
スイッチのON/OFFなどの非同期信号と同期させるやり方。
Dフリップフロップ(DはDelay)を用いて、入力をクロックのタイミングまで保持する。クロック信号(CK)に論理否定(丸記号)がある場合は、立ち下がりのタイミングで動作する。
メタステーブル
クロックと入力のタイミングがちょうど重なるとどっちつかずになる。Dフリップフロップを直列にすることで解決できる。
積分回路
入力電圧を積分した出力が得られる。抵抗とコンデンサ(出力側に接続)をつないで構成される(厳密にはオペアンプも必要?)。素子を入れ替えると、微分した出力が得られる微分回路になる。
PWM(パルス幅変調)
パルス幅によって電圧の高低を調整できるようにした回路。パルスをONにする時間を長くする(パルス幅を長くする)ことで電圧を高くできる。この電圧の上下によってモータの回転速度を調整できる。
ローパスフィルタ
低い周波数だけ通す。人間が聞き取れる音声を抽出したい場合、ノイズになる高周波数はカットする。
理解不足なところ
PWMと積分回路の関連性
個々の用語はわかったが、2.3の問1はピンと来ず。
2.3の問3の計算
後回し。
反転増幅器
オペアンプとは出力の正負が反転する関係?利用イメージができてない。
所感
理解不足な用語が意外と多く先行き不安ですが、とりあえず先に進みます。
次回は第3章予定です。
参考サイト
参考書籍
エンベデッドシステムスペシャリスト「専門知識+午後問題」の重点対策 第4版
※今は第5版が出てます。