令和7年度 春期 ITストラテジスト試験 システムアーキテクト試験 ネットワークスペシャリスト試験 ITサービスマネージャ試験 情報処理安全確保支援士試験 午前Ⅰ 問題【共通】 問7

テクノロジ組込み・IoT

この問題は2025(R7)春 高度試験共通 午前Iに出題されたものです。出題時点の法令・制度に基づく内容のため、現行の内容と一致しない場合があります。

本ページの問題文・選択肢は、原本の体裁を Web 表示用に正規化しています(改行・記号・数式・図表参照の調整)。設問の趣旨および正解に影響する変更は加えていません。

IoTシステムにおいて,センサーの値をゲートウェイに送信するセンサーノードの消費電流を抑えるため,図のような間欠動作を考える。センサーノードの動作時間は10ミリ秒で,その間は平均して10mAの電流が流れる。待機中は常に0.1μAの電流が流れる。間欠動作の平均電流を1μA以下にするための待機時間として,最も短いものはどれか。ここで,平均電流の値を求める時間は十分に長いものとする。

間欠動作のタイミング図
図の説明テキスト

縦軸に「電流」、横軸に「時間」をとったタイミング図。電流0.1μAの待機状態と、電流10mAの「動作時間(10ミリ秒)」の状態が交互に繰り返される波形が描かれている。波形の途中には省略記号が用いられている。

解答・解説を読む

正解: 選択肢

正解の根拠

間欠動作における 平均電流 を求める問題です。
各状態の電流と時間を統一した単位で計算し、条件を満たす待機時間を求めます。
電流の単位を μA\mu\text{A}、時間の単位を ms\text{ms} に揃えて計算します。

  • 動作時の電流: 10mA=10000μA10\text{mA} = 10000\mu\text{A}
  • 動作時間: 10ms10\text{ms}
  • 待機時の電流: 0.1μA0.1\mu\text{A}
  • 待機時間: x [ms]x\text{ [ms]}

平均電流 は以下の式で表されます。
10000×10+0.1×x10+x \frac{10000 \times 10 + 0.1 \times x}{10 + x}

平均電流を 1μA1\mu\text{A} 以下にするための条件は以下の不等式になります。
10000×10+0.1x10+x1 \frac{10000 \times 10 + 0.1x}{10 + x} \le 1
100000+0.1x10+x1 \frac{100000 + 0.1x}{10 + x} \le 1

この不等式を解きます。
100000+0.1x10+x 100000 + 0.1x \le 10 + x
999900.9x 99990 \le 0.9x
x111100 x \ge 111100

待機時間 xx111100ms111100\text{ms}、すなわち 111.1111.1 秒以上である必要があります。
これを満たす最も短い待機時間は選択肢ウの 111.1秒 となります。

各選択肢の解説

  • ア (1.1秒): 待機時間が短すぎるため、動作時の電流の影響が大きく、平均電流は 1μA1\mu\text{A} を大きく超過してしまいます。
  • イ (11.1秒): 計算過程で桁を誤った場合に導かれる値であり、誤りです。
  • ウ (111.1秒): 正解です。平均電流を 1μA1\mu\text{A} 以下にするための最短の待機時間です。
  • エ (1111.1秒): 平均電流を 1μA1\mu\text{A} 以下にするという条件は満たしますが、「最も短い」待機時間ではないため誤りです。