令和5年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問22

この論理回路は、NANDゲートを交差結合させたRSフリップフロップ（ラッチ回路）です。
NANDゲートは、入力の少なくとも一方が 0 の場合、出力は必ず 1 になります。入力が両方とも 1 の場合のみ、出力は 0 になります。

正解の根拠

1. 初期状態
   • S＝1，R＝1，X＝0，Y＝1
   • $X = \text{NAND}(1, 1) = 0$
   • $Y = \text{NAND}(1, 0) = 1$
   • （状態が安定して保持されています）
2. Sを一旦0にする
   • S＝0，R＝1
   • X側のNANDゲートは入力Sが 0 となるため、出力Xは 1 に変化します（$X=1$）。
   • これにより、Y側のNANDゲートは入力がR＝1，X＝1となるため、出力Yは 0 に変化します（$Y=0$）。
   • 新しい安定状態：X＝1，Y＝0
3. Sを再び1に戻す
   • S＝1，R＝1
   • X側のNANDゲートは、Yが 0 であるため、出力Xは 1 のまま維持されます。
   • Y側のNANDゲートは、R＝1，X＝1であるため、出力Yは 0 のまま維持されます。
   • 最終状態：X＝1，Y＝0

したがって、正しい値の組み合わせは「X＝1，Y＝0」です。

各選択肢の解説

• ア (X＝0，Y＝0)
  • 誤り。Sを1に戻した後も、回路の状態は保持されるため、X＝1，Y＝0となります。
• イ (X＝0，Y＝1)
  • 誤り。これは操作前の初期状態です。Sを0にした時点で状態が反転するため、この値には戻りません。
• ウ (X＝1，Y＝0)
  • 正解。上記の通り、状態が反転して保持されます。
• エ (X＝1，Y＝1)
  • 誤り。RSフリップフロップにおいて、XとYが同時に1になるのは、S＝0，R＝0のときのみです。