エンベデッドシステムスペシャリスト試験 第5回
問81
組込みハードウェアにおける不揮発性メモリの一つであり、フラッシュメモリと比較して書き換え可能回数が非常に多く、書き換え速度も高速なメモリはどれか。
- SRAM
- DRAM
- FeRAM(強誘電体メモリ)
- マスクROM(正解)
- EEPROM
解説
■【設問の意図】
各種メモリの特性や用途に関する知識を問う。
■【正解の理由】
FeRAMは強誘電体膜を用い、高速かつ高耐久な書き換えが可能な不揮発性メモリである。
■【初心者が迷う理由】
フラッシュメモリとの書き換え回数や速度の違いで混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 高速かつ高耐久な不揮発性メモリという条件を確認する。
2. 該当する強誘電体を用いたFeRAMを選択する。
問82
組込みシステムにおけるリアルタイムOS (RTOS)のタスク管理機能において、次に起動すべきプロセスを優先順位に従ってプロセス群の中から選択し、CPUにロードして実行状態にする機能として、適切なものはどれか。
- コンテキストスイッチャ
- ディスパッチャ
- スケジューラ(正解)
- プロファイラ
- アロケータ
解説
■【設問の意図】
RTOSにおけるタスク実行制御の基本用語を正しく理解しているか問う。
■【正解の理由】
ディスパッチャは選択されたタスクにCPUを割り当てて実行状態にする機能である。
■【初心者が迷う理由】
どのタスクを実行すべきか順番を決めるスケジューラと混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「CPUにロードして実行状態にする」という操作に着目する。
2. 順序決定ではなく実行割り当てを行うディスパッチャを選択する。
問83
組込みシステムの電源回路やモーター制御などの異なる電源電圧系を持つ回路間において、電気的に絶縁した状態で信号を伝達するために用いられる半導体素子として、適切なものはどれか。
- フォトカプラ
- サーミスタ(正解)
- バリスタ
- IMU
- ハプティックデバイス
解説
■【設問の意図】
異なる回路間を電気的に絶縁しつつ信号を伝える素子の名称と用途を問う。
■【正解の理由】
フォトカプラは、内部の発光素子と受光素子により光で信号を伝達するため、電気的に完全に絶縁できる。
■【初心者が迷う理由】
サーミスタやバリスタは保護素子やセンサーであり、信号の伝達・絶縁機能を持たないため混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. キーワード「電気的に絶縁」「信号を伝える」を確認する。
2. 光を利用して絶縁伝達を行うフォトカプラを選択する。
問84
組込みハードウェアにおけるメモリ技術のうち、フラッシュメモリよりも書き換え可能回数が多く、書き換え速度も高速な不揮発性メモリとして、強誘電体を利用したものはどれか。
- DRAM
- SRAM
- FeRAM
- EEPROM(正解)
解説
■【設問の意図】
各種メモリの特性と不揮発性メモリの用語知識を問う。
■【正解の理由】
FeRAMは強誘電体を使用し、高速な書き換えと高い書き換え耐性を持つ不揮発性メモリである。
■【初心者が迷う理由】
DRAMやSRAMは揮発性メモリであり、不揮発性メモリとの混同が生じやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 高速な書き換えと不揮発性を両立するメモリを確認する。
2. 強誘電体を利用するFeRAMを選択する。
問85
組込みシステムのハードウェア制御において、二つの回路間で電気的に独立した状態を保ちながら信号を伝達するために用いられる素子はどれか。
- フォトカプラ
- IMU(正解)
- ハプティックデバイス
- FeRAM
解説
■【設問の意図】
異なる電源系を持つ回路間を電気的に絶縁して信号伝達するデバイスの知識を問う。
■【正解の理由】
フォトカプラは光を介して信号を伝えるため、電気的に完全に絶縁した状態での通信が可能となる。
■【初心者が迷う理由】
センサーやメモリなどの他の周辺デバイス用語と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「電気的に絶縁」というキーワードに着目する。
2. 光結合により絶縁を実現するフォトカプラを選択する。
問86
組込みハードウェア・デバイス技術において、独立した電源で駆動される二つの回路間で、電気的に絶縁した状態で信号を伝える素子はどれか。
- フォトカプラ
- IMU(正解)
- ハプティックデバイス
- FeRAM
- NVMe
解説
■【設問の意図】
電気的絶縁と信号伝達を同時に行う素子の知識を問う。
■【正解の理由】
フォトカプラは光を介して電気的に絶縁しながら信号を伝送する。
■【初心者が迷う理由】
他のデバイスはセンサーやメモリ、ストレージ規格であり、絶縁機能を持たない。
■【本番での判断フロー】
1. 「電気的に絶縁」というキーワードに着目する。
2. 光結合により絶縁を実現するフォトカプラを選択する。
問87
組込みシステムにおけるリアルタイムOSのタスクスケジューリングにおいて、次に起動すべきプロセスを優先順位に従って選択し、CPUにロードして実行状態にするOSの機能として、適切なものはどれか。
- ディスパッチャ
- プロファイラ(正解)
- リンカ
- ローダ
解説
■【設問の意図】
RTOSにおけるタスク管理やスケジューリングを担う基本機能の用語理解を問う。
■【正解の理由】
ディスパッチャは、次に実行すべきプロセスを選択してCPUに割り当てるOSの機能である。
■【初心者が迷う理由】
プログラムの変換や性能測定を行う他の開発支援ツールと混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「次に起動すべきプロセス」「CPUにロード」に着目する。
2. タスクの切り替えと実行を担うディスパッチャを選択する。
問88
組込みシステムにおけるプロセッサの省電力化技術として、消費電力が小さく処理能力が低いコアと、消費電力が大きく処理能力が高いコアを組み合わせて処理に応じて切り替えるマルチコアプロセッサ技術はどれか。
- big.LITTLE テクノロジ
- RISC-V(正解)
- FeRAM
- IMU
- NVMe
解説
■【設問の意図】
プロセッサの省電力化と高性能化を両立するアーキテクチャの知識を問う。
■【正解の理由】
big.LITTLEテクノロジは、電力効率の異なる2種類のコアを動的に切り替えてシステム全体の消費電力を削減する技術である。
■【初心者が迷う理由】
オープン標準の命令セットであるRISC-Vや他のハードウェア技術と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「処理能力の異なるコアの組み合わせ」というキーワードに着目する。
2. 消費電力と性能を両立する「big.LITTLE」を選択する。
問89
組込みハードウェアにおけるプロセッサアーキテクチャのうち、消費電力が小さく処理能力が低いコアと、消費電力が大きく処理能力が高いコアを組み合わせて効率的な処理を実現する技術として、適切なものはどれか。
- Symmetric Multiprocessing
- big.LITTLE テクノロジ
- Hyper-Threading(正解)
- Harvard Architecture
解説
■【設問の意図】
異種コアを組み合わせた省電力プロセッサ技術に関する知識を問う。
■【正解の理由】
big.LITTLEテクノロジは、処理能力と消費電力が異なるコアを組み合わせることで電力効率を最適化する技術である。
■【初心者が迷う理由】
マルチコア技術の一般的な名称であるSMPやハイパースレッディングと混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「処理能力が異なるコアを組み合わせる」というキーワードを確認する。
2. 該当するbig.LITTLEテクノロジを選択肢から選ぶ。
問90
組込みシステムのハードウェア設計において、独立した電源で駆動される二つの回路間で、電気的に絶縁した状態で信号を伝達するために用いられる素子はどれか。
- フォトカプラ
- IMU(正解)
- DRAM
- ハプティックデバイス
解説
■【設問の意図】
異なる電源間での電気的絶縁と信号伝達を担う素子の知識を問う。
■【正解の理由】
フォトカプラは光を利用して電気的に絶縁しながら信号を伝送するため正解となる。
■【初心者が迷う理由】
センサーや記憶デバイスなど他の周辺デバイス用語と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「電気的絶縁」と「信号伝達」のキーワードを確認する。
2. 光結合により絶縁を行うフォトカプラを選択する。
問91
組込みシステムにおけるリアルタイムOSのスケジューリングにおいて、優先度の低いタスクが実行に必要な資源を永遠に割り当てられない状態を指す用語として、適切なものはどれか。
- デッドロック
- リソーススタベーション
- ロールバック(正解)
- スラッシング
解説
■【設問の意図】
OSのタスク管理における異常状態の名称を正確に識別できるかを問う。
■【正解の理由】
リソーススタベーションは、低優先度タスクが資源を得られない飢餓状態である。
■【初心者が迷う理由】
相互待ちによる停止を示すデッドロックと混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 優先度の問題により資源が回らない現象を確認する。
2. 飢餓状態を意味するリソーススタベーションを選択する。
問92
組込みシステムのハードウェア制御において、マルチコアプロセッサにおけるbig.LITTLEテクノロジの主な目的に関する記述として、適切なものはどれか。
- 同一性能のコアを多数配置することで、極限まで並列処理性能を向上させる。
- 消費電力の異なる処理能力のコアを組み合わせることで、電力効率と性能を両立する。
- 処理能力が高い複数のコアを同時に最大クロックで駆動し、リアルタイム性を完全に保証する。(正解)
- 外部メモリへのアクセスを完全に排他制御し、バス競合による遅延を防止する。
解説
■【設問の意図】
big.LITTLEテクノロジの基本概念と目的を正確に理解しているかを問う。
■【正解の理由】
低消費電力・低性能のコアと、高消費電力・高性能のコアを動的に切り替え、効率化を図る。
■【初心者が迷う理由】
単なるマルチコアの並列処理向上機能やメモリ管理技術と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「big」と「LITTLE」という対比に着目する。
2. 処理能力と消費電力のトレードオフを最適化する技術を選択する。
問93
組込みハードウェアにおいて、上位バイトを低いアドレス(若い番地)に格納するデータ格納方式を示す用語はどれか。
- リトルエンディアン
- ビッグエンディアン
- フラッシュメモリ(正解)
- ダイレクトメモリーアクセス
- キャッシュメモリ
解説
■【設問の意図】
プロセッサのマルチバイトデータのメモリ格納順序に関する基本知識を問う。
■【正解の理由】
ビッグエンディアンは、複数バイトのデータの上位バイトを低いアドレスに格納する方式である。
■【初心者が迷う理由】
下位バイトを低いアドレスに格納するリトルエンディアンと混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 上位バイトを低いアドレスに置く方式を想起する。
2. 該当する用語としてビッグエンディアンを選択する。
問94
組込みハードウェアにおいて、独立した電源で駆動される二つの回路間で、電気的に絶縁した状態で信号を伝達する素子はどれか。
- フォトカプラ
- IMU(正解)
- ハプティックデバイス
- DCモーター
- NVMe
解説
■【設問の意図】
電気的絶縁と信号伝達を行う電子部品の知識を確認する。
■【正解の理由】
フォトカプラは発光素子と受光素子を組み合わせ、電気的に絶縁しつつ光信号でデータを伝える。
■【初心者が迷う理由】
センサーや通信デバイスの機能と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「電気的に絶縁」というキーワードに着目する。
2. 光を用いて絶縁伝達するフォトカプラを選ぶ。
問95
組込みハードウェアにおいて、異なる電源で駆動される二つの回路間で電気的に絶縁しつつ信号を伝える素子はどれか。
- フォトカプラ
- IMU(正解)
- DRAM
- ハプティックデバイス
解説
■【設問の意図】
異なる電源を持つ回路間の絶縁伝達素子に関する基礎知識を問う。
■【正解の理由】
フォトカプラは光を利用して電気的に絶縁しながら信号を伝達できる。
■【初心者が迷う理由】
センサーやメモリ等、他のハードウェア用語と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「電気的絶縁」と「信号伝達」のキーワードを確認する。
2. 光結合により絶縁を行うフォトカプラを選択する。
問96
組込みハードウェアにおいて、上位バイトを低いアドレスに格納するバイトオーダリング方式として、適切なものはどれか。
- ビッグエンディアン
- リトルエンディアン(正解)
- big.LITTLE テクノロジ
- RISC-V
解説
■【設問の意図】
マルチプロセッサや通信におけるデータのバイト順序を識別する基礎知識を問う。
■【正解の理由】
ビッグエンディアンは、数値の上位バイトをメモリーの低いアドレスから順に格納する方式である。
■【初心者が迷う理由】
下位バイトを先にするリトルエンディアン方式と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. バイトオーダリングの用語定義を確認する。
2. 上位バイトが低いアドレス(若い番地)にあるためビッグエンディアンを選択する。
問97
組込みハードウェアにおいて、フラッシュメモリよりも書き換え可能回数が多く、書き換え速度も高速な不揮発性メモリはどれか。
- DRAM
- FeRAM
- SRAM(正解)
- フォトカプラ
解説
■【設問の意図】
各種メモリの特性と不揮発性の違いを理解しているか問う。
■【正解の理由】
FeRAM(強誘電体メモリ)は、フラッシュメモリと比較して圧倒的に高速な書き換えと高い耐久性を持つ不揮発性メモリである。
■【初心者が迷う理由】
DRAMやSRAMは高速だが揮発性メモリであるため、不揮発性である点を見落としやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 高速な書き換えと不揮発性を両立するメモリを思い浮かべる。
2. FeRAMの特徴と合致することを確認し選択する。
問98
組込みシステムの電源回路や信号伝送において、独立した電源で駆動される二つの回路間で電気的に絶縁した状態で信号を伝える素子として、適切なものはどれか。
- フォトカプラ
- IMU(正解)
- ハプティックデバイス
- FeRAM
- DRAM
解説
■【設問の意図】
異なる電源系統間を電気的に絶縁しつつ信号を伝達するデバイスの知識を問う。
■【正解の理由】
フォトカプラは内部で光を介して信号を伝えるため、電気回路を物理的に絶縁できる。
■【初心者が迷う理由】
センサーやメモリなどの他用語と機能の混同が生じやすい。
■【本番での判断フロー】
1. キーワード「電気的に絶縁」「信号を伝える」を確認する。
2. 光結合により絶縁を行うフォトカプラを選択する。
問99
組込みハードウェアにおいて、独立した電源で駆動される二つの回路間で、電気的に絶縁した状態で信号を伝達する素子として適切なものはどれか。
- IMU
- フォトカプラ
- ハプティックデバイス(正解)
- FeRAM
- DRAM
解説
■【設問の意図】
電気的絶縁と信号伝達を両立するデバイスの知識を問う。
■【正解の理由】
フォトカプラは光を介して電気的に絶縁しながら信号を伝える素子である。
■【初心者が迷う理由】
IMUやハプティックなどのセンサー系デバイスと混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. 「電気的に絶縁」というキーワードに着目する。
2. 光結合により絶縁を行うフォトカプラを選択する。
問100
組込みハードウェアにおけるプロセッサアーキテクチャに関する記述のうち、big.LITTLEテクノロジを説明したものはどれか。
- 上位バイトを低いアドレスに格納するビッグエンディアンを採用したプロセッサ技術
- 消費電力が小さく処理能力が低いコアと、消費電力が大きく処理能力が高いコアを組み合わせた技術
- オープン標準として提供されているRISCベースの命令セットアーキテクチャ(正解)
- フラッシュメモリよりも書き換え可能回数と速度を向上させた不揮発性メモリ技術
- 独立した電源回路間で電気的に絶縁して信号を伝えるフォトカプラの応用技術
解説
■【設問の意図】
マルチコアプロセッサにおけるbig.LITTLEテクノロジの定義を正確に理解しているかを問う。
■【正解の理由】
big.LITTLEは、電力効率の異なる2種類のコアを動的に切り替え、省電力と高性能を両立させる技術である。
■【初心者が迷う理由】
メモリの格納方式や他のデバイス技術の用語と混同しやすい。
■【本番での判断フロー】
1. big.LITTLEのキーワードを確認する。
2. 異種のコアを組み合わせる電力制御技術を選ぶ。