令和元年度(再試験) III-13

解説

この問題で問われていること

RSフリップフロップの動作(セット、リセット、保持)を、回路から追跡する問題。

解き方

① NOR型RSフリップフロップ: (R,S)=(0,0)は保持、(0,1)はセット(Q=1)、(1,0)はリセット(Q=0)
② 最初はセット状態(1,0)。その後の入力は(0,0)保持→(0,1)セット→(0,0)保持で、R=1が一度も来ない
③ (1,0)のまま変わらない(⑤)

正解が正しい理由

回路は、Q=NOR(R,Q')、Q'=NOR(S,Q)の交差結合である。初期状態は、(R,S)=(0,1)の結果として、(Q,Q')=(1,0)(セット状態)。(R,S)=(0,0)のとき、Q=NOR(0,0)=1、Q'=NOR(0,1)=0で、前の状態を保持し、(1,0)。次に、(0,1)では、Q'=NOR(1,Q)=0、Q=NOR(0,0)=1で、変化なく(1,0)。再び(0,0)にしても、(1,0)を保持する。したがって(1,0)→(1,0)→(1,0)となり、⑤が正しい。

この問題で必要な基礎

■ NOR回路
NORは、2つの入力が両方とも0のときだけ1を出力し、どちらか一方でも1なら0を出力する回路です。

■ この回路の読み方
上のNORには入力Rと、下のNORの出力Q'が入り、その出力がQです。下のNORには入力Sと、上のNORの出力Qが入り、その出力がQ'です。出力が互いの入力に戻っているため、入力が両方0のときは直前の状態がそのまま保たれます(記憶する回路)。

各選択肢について

• ① (0,1)になる遷移は、リセット入力(R=1)がないと起こらない。R=0のままでは、リセットされない。
• ② (0,1)となる変化は、この入力の順序では起こらない。
• ③ (1,1)はNOR型では、通常の動作状態に現れない。
• ④ Q,Q'が(0,1)に変化するのは、R=1を与えた場合(リセット)で、この入力の系列では起こらない。
• ⑤ セット状態(1,0)が、保持され、S=1を与えても変わらない。これが正答。

覚えるべきポイント

NOR型RSフリップフロップ: (R,S)=(0,0)は保持、(0,1)はセット(Q=1)、(1,0)はリセット(Q=0)、(1,1)は禁止。既にセット状態でSを与えても状態は変わらない。