【応用情報技術者試験】ハードウェアについて 勉強日記 俺用メモ!

どうもきよです!今回は応用情報のハードウェアについて

勉強したことをメモしていきたいと思います。

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平成30年度【春期】【秋期】応用情報技術者 合格教本 (情報処理技術者試験)

かなり詳しく書かれているのでぜひ!

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■組合せ論理回路

・論理回路

・論理演算を行うための最小の回路を論理素子という

・論理素子種類

– 論理積素子 = ANDゲート

– 否定論理積素子 = NANDゲート

– 論理和素子 = ORゲート

– 否定論理和素子 = NORゲート

– 排他的論理和素子 = XORゲート

– 論理否定器 = NOTゲート

■順序論理回路

・過去の入力による状態と現在の入力とで出力が決まる

・入力を記憶できる

・基本構成はフリップフロップ回路

– SRAMなどで使われている

– 1ビットの情報を記憶する論理回路

– RSフリップフロップ回路が基本 = Reset Set

■FPGAを用いた論理回路設計

PLD = Programmable Logic Device

– 内部論理回路を自由にプログラムできる論理ICの総称

– ユーザーが自由に設計して使うLSI(集積回路)の代表にFPGA(Field Programmable Gate Array)がある

LSI = Large Scale Integration

・論理回路設計手順

1.FPGAにプログラムする論理回路を設計する

2.入力した回路をFPGAの設定情報に変換する

3.FPGAに設定情報を書き込む

4.動作検証を行う

5.動作不良や回路仕様の変更が発生した時は1へ戻る

・メリット

– 論理回路の検証の効率化ができる

– 高品質化できる

・その他関連用語

– カスタムIC

利用者が要求する特定の製品のための論理回路を特別に設計製造したIC

ASIC = Application Specific Integrated Circuit

特定用途向けに設計製造されるシステムLSI

SoC = System on a Chip

一連の機能を半導体チップに実現したもの

ICタグ(RFID)

極小のICに金属製のアンテナを組み合わせたもの

■低消費電力LSIの設計技術

・ダイナミック電力の低減

・ダイナミック電力

– スイッチング動作に伴って消費される電力

– 電源電圧Vの2乗と周波数fの積に比例する

・マルチVDD

– 高性能が必要な回路ブロックには従来の電源電圧

– さほど必要でない回路ブロックには低い電源電圧

・DVS(Dynamic Voltage Scaling)

– 負荷量に応じて電源電圧を動的に変える

– プロセッサLSIの負荷量が動的に変化することに着目したもの

– 仕事量が少ない時は高い性能でLSIを動作させなくて良いため消費電力を低減する

・DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)

– 電源電圧と動作周波数の両方を動的に変える技術

– プロセッサLSIの負荷量が動的に変化することに着目したもの

– 仕事量が少ない時は高い性能でLSIを動作させなくて良いため消費電力を低減する

・スタティック電力の低減

・スタティック電力

– 動作の有無にかかわらず漏れ出すリーク電流によって消費される電力

・パワーゲーティング

– 動作する必要がない回路ブロックへの電源供給を遮断することでリーク電流を削減する

– 問題点に、遮断することによって記憶データを保持できない

・リテンション・フリップフロップ

– リーク電流が小さいフリップフロップ回路

– 電源供給を遮断する直前に、フリップフロップの出力先をリテンションFFに入力することで記憶データを保持させる

最後にまたアフィリエイトリンク貼らせてくださいorz

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平成30年度【春期】【秋期】応用情報技術者 合格教本 (情報処理技術者試験)

以上、よろしくお願いいたします。

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