電験三種 令和5年度(2023) 上期 機械 問18(b) 過去問解説
（選択問題：問17または問18のどちらか1問を解く）
図は，マイクロプロセッサの動作クロックを示す。マイクロプロセッサは動作クロックと呼ばれるパルス信号に同期して処理を行う。また，マイクロプロセッサが1命令当たりに使用する平均クロック数をCPIと呼ぶ。1クロックの周期 $T$[s]をサイクルタイム，1秒当たりの動作クロック数 $f$ を動作周波数と呼ぶ。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b) CPI＝4のマイクロプロセッサにおいて，1命令当たりの平均実行時間が0.02 μsであった。このマイクロプロセッサの動作周波数の値[MHz]として，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 0.012 5
- (2) 0.2
- (3) 12.5
- (4) 200
- (5) 12 500
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正解は(4)
使う公式
1命令の実行時間 $t = \mathrm{CPI} \times T$（$t$：1命令の平均実行時間[s]、$T$：サイクルタイム[s]）
動作周波数 $f = \dfrac{1}{T}$（$f$：動作周波数[Hz]）
解説
【考え方】1命令に4クロック使うので、まず1クロックの時間を出し、その逆数で周波数を求めます。
■1 数字を整理する
CPI（1命令に使うクロック数）＝ 4
1命令の時間 $t = 0.02\,\mu\mathrm{s}$
■2 1クロックの時間
$T = \dfrac{t}{\mathrm{CPI}} = \dfrac{0.02}{4} = 0.005\,\mu\mathrm{s}$
μ は $10^{-6}$ なので $0.005\,\mu\mathrm{s} = 5 \times 10^{-9}\,\mathrm{s}$
■3 動作周波数
$f = \dfrac{1}{5 \times 10^{-9}} = 2 \times 10^8\,\mathrm{Hz}$
M は $10^6$ なので $2 \times 10^8\,\mathrm{Hz} = 200\,\mathrm{MHz}$
答えは(4)ピヨ。
出典：令和5年度（2023） 上期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問18(b)