令和5年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前II 問11

インターバルタイマーの割込み周期から、コンペアレジスタに設定すべき値を計算する問題です。
問題文にある「表のインターバルタイマー」の仕様として、一般的にシステムクロックを特定の分周比（この問題の典型例では $32$ 分周）で割ったクロックをカウント源とします。この前提に立って計算を行います。

1. タイマーのカウント周期の算出
   システムクロックは $32\text{ MHz}$ です。これを $32$ 分周すると、タイマーに入力される動作クロックの周波数は以下のようになります。
   $$32\text{ MHz} / 32 = 1\text{ MHz}$$
   周波数 $1\text{ MHz}$ のクロック周期（$1$ カウントにかかる時間）は、 $1 / 1,000,000\text{ 秒} = 1\text{ マイクロ秒} (1\text{ }\mu\text{s})$ となります。

2. 20ミリ秒に必要なカウント数の算出
   目的の割込み周期である $20\text{ ミリ秒}$ は、$20,000\text{ }\mu\text{s}$ に相当します。
   $1$ カウントあたり $1\text{ }\mu\text{s}$ かかるため、$20\text{ ミリ秒}$ 経過するためには $20,000$ 回のカウントが必要です。

3. コンペアレジスタ設定値の決定
   タイマーカウンタは $0$ からカウントを開始 してコンペアレジスタの値と一致した時点で割込みを発生させ、再び $0$ に戻る仕様が一般的です。
   そのため、$20,000$ 回のカウントで割込みを発生させるには、設定値から $1$ を引いた値をコンペアレジスタに設定する必要があります。
   $$20,000 - 1 = 19,999$$
   したがって、 $10$ 進数で設定する値は 19,999 となります。

各選択肢の解説

• ア (1): $0$ から $1$ までの $2$ 回のカウントとなり、 $2\text{ }\mu\text{s}$ ごとに割込みが発生する誤った設定です。
• イ (19): $0$ から $19$ までの $20$ 回のカウントとなり、 $20\text{ }\mu\text{s}$ ごとに割込みが発生します。ミリ（$10^{-3}$）とマイクロ（$10^{-6}$）の単位を混同した場合に選びやすい誤答です。
• ウ (1,999): $2,000$ 回のカウントとなり、 $2\text{ ミリ秒}$ ごとに割込みが発生する設定です。必要なカウント数の桁を $1$ つ間違えた場合の誤答です。
• エ (19,999): 正解です。 $20,000$ 回のカウントとなり、要件通り $20\text{ ミリ秒}$ ごとにタイマー割込みが発生します。