2011年度 秋期 ITストラテジスト 午前I 問8

まず、S=1, R=1 の状態から S を 0 にすると、R=1 と組み合わさるため、Q は 0 にリセットされます (X=0)。次に、S を再び 1 に戻すと、S=1, R=1 となります。この状態では、ラッチは直前の状態を保持するか、あるいは不定状態になります。しかし、一般的に S=1, R=1 は、出力が不定になることを意図している場合もありますが、SRラッチの定義では、S=1, R=0 の場合に Q=1, Q'=0 となり、S=0, R=1 の場合に Q=0, Q'=1 となります。

今回の操作 S=1, R=1 → S=0, R=1 → S=1, R=1 を時系列で追ってみましょう。

初期状態 S=1, R=1, X=0, Y=1 は、SRラッチとしては通常許容されない（あるいは出力が不定になる）状態ですが、一旦 S を 0 にした（S=0, R=1）とあります。このとき、Q は 0 にリセットされるはずです。したがって、X=0 となります。続いて、S を再び 1 に戻し（S=1, R=1）、R は 1 のままです。この S=1, R=1 の状態は、ラッチの直前の状態を保持する、あるいは出力が不定になるという動作をします。しかし、もし SRラッチが S=1, R=1 で出力を不定にしない設計である場合、S=1, R=0 の時に Q=1 となることから、S を 1 に戻した際に、R=1 との組み合わせで出力が変化すると考えられます。

もし、S=1, R=1 で出力が不定にならない標準的なSRラッチと仮定すると、S=0, R=1 で X=0 になった後、S=1, R=1 では、R=1 の影響で Q は 0 のまま保持される、あるいは不定になる可能性があります。しかし、SRラッチは S と R のどちらかが 1 の場合に状態を変化させ、両方 0 の時に状態を保持するのが基本です。

この問題では、S=1, R=1 から S=0 にすることで、R=1 との組み合わせで X が 0 (Q=0) にセットされます。その後、S を 1 に戻すと、S=1, R=1 となります。この状態では、R=1 によって X が 0 にリセットされた状態が維持される、と解釈するのが最も自然です。つまり、S=1, R=1 は「リセット優先」あるいは「直前の状態を保持」といった動作をする可能性が考えられます。

選択肢を検討します。

ア: X=0, Y=0 は、Q=0, Q'=0 となり、これは論理回路としてありえません。

イ: X=0, Y=1 は、Q=0, Q'=1 となり、これは R=1, S=0 の状態に対応しますが、S を 1 に戻した後の状態としては考えにくいです。

エ: X=1, Y=1 も、Q=1, Q'=1 となり、論理回路としてありえません。

したがって、S を 0 にして X=0 になった後、S を 1 に戻しても R=1 の影響が残り、X=0 のまま維持されると考えるのが妥当です。しかし、正解はウ（X=1, Y=0）となっています。これは、S=1, R=1 の状態が「セット優先」あるいは「直前の操作が R=1 でリセットされた後、S=1 が入力されたことでセットされる」という解釈がされていると推測されます。

つまり、S=1, R=1 → S=0, R=1 (X=0) → S=1, R=1 の操作で、R=1 で X=0 になった後、S=1 が入力されたことで X=1 にセットされる、と解釈すると、ウが正解となります。この場合、SRラッチは S が 1 の時にセットを優先する、という動作をすると考えられます。