JP4408026B2 - デジタル・オシロスコープ及びその取込み装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、記録長が長い多チャネルのデジタル（ストレージ）オシロスコープ（ＤＳＯ）に関し、特に、記録長が長い波形データの改良されたデジタル信号処理を提供するＤＳＯ用のアーキテクチャに関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録長が長い最新のオシロスコープにおいて、記録長が長いという特徴は、一般的に、制御が非常に困難であり、煩わしいものである。たとえ、利用可能なメモリがアクティブなチャネル（有効なチャネル）に割り当てられたときでも、収集されたデータの量（以下、比較的長いデータ記録長という）では、効率的に用いるのが困難である。
【０００３】
すなわち、かかる深いメモリ（即ち、記憶容量の大きいメモリ）のオシロスコープにて、４チャネルからの８メガバイトのデータを収集すると、このデータをどの様に用いて、どの様に解釈するかが問題である。例えば、被試験システムに問題を生じさせる特定のイベント（事象）を探すために、データの４行（１行が各アクティブ・チャネルとなる）を表示し、記録全体をスクロールすることが望ましいと仮定できる。かかる視覚的な走査のために、単位秒当たり約５００ポイントのスクロール速度は、かなり合理的である。すなわち、各波形の特定ポイントが、約１秒間に右から左にスクロールを横切って移動する。残念なことに、この速度であると、ユーザが全体のデータ記録を観察するのに約４．３７５時間もかかる。
【０００４】
多くのオシロスコープがプリンタを含んでいるという事実により、上述の問題を解決するためには、記録全体を単に印刷すればよいとも考えられる。かかる印刷のためには、１インチ（２．５４ｃｍ）当たり３００ポイントの分解能は、非常に合理的である。残念なことに、ユーザが１インチ当たり３００ポイント（１ｃｍ当たり約１１８ポイント）で紙に４行で比較的長い記録を印刷すると、プリンタは、０．４２１マイル（０．６７３６Ｋｍ）の紙を使用する。これら２つの例は、大量のデータを扱うことが困難であることを示している。ユーザが見つけなければならない異常に対して、収集したデータの総てを視覚的に検査することは、単純に、ユーザにとって実際的ではない。
【０００５】
最新のＤＳＯは、この問題を解決するために、トリガ・イベントが生じるのを待ち、このイベントを囲む波形データのフレームをメモリに取り込んでいる。このフレームを波形計算ソフトウェア、測定ソフトウェア及び表示システム・ソフトウェアで処理する。このポスト（後）処理の総てにより、非常に長い期間の「無駄時間」が生じる。この無駄時間中、ＤＳＯは、追加の波形サンプルを取込んで蓄積することができない。その結果、ユーザが検索する異常が生じても、見逃してしまう。
【０００６】
より最近のＤＳＯは、無駄な時間を減らすために、デジタル信号処理（ＤＳＰ）集積回路（ＩＣ）を取込みメモリの近傍に物理的に設けて、取り込んだ波形データをより効率的に表示データに変換している。この構成は、しばしば「高速取込み（FastAcq）」動作モードと呼ばれている。高速取込み回路を用いることにより、複数のトリガ間の無駄な時間を大幅に減らすことができ、表示のために１秒間当たりのサンプル数が増える。残念なことに、高速取り込み回路が処理したデータ・フレームが保持されないので、追加的な処理に利用できない。連続したトリガの間の時間関係が維持されないので、（例えば、ジッタ測定のための）サイクル毎の測定は、高速取込み回路により逆に影響される。
【０００７】
多くの現在のＤＳＯアーキテクチャの他の欠点は、既存の「ボトルネック」である。これは、取込みメモリからの総てのデータを、処理及び表示のために、比較的低速な（即ち、典型的には、３０Ｍｂ／ｓｅｃ）データ・バスを介してメイン・メモリに転送するためである。
【０００８】
この伝送速度の問題を解決するために、米国カリフォルニア州パル・アルトのアジェレント・テクノロジー・インクは、Infiniium MegaZoom（メガズーム）と呼ぶ深いメモリのオシロスコープを最近発表した。このオシロスコープは、所定の掃引速度に対してサンプル速度を最適化し、特定のフロント・パネル設定に対して必要となる波形データのみを伝送している。MegaZoomは、従来の深いメモリのオシロスコープよりも約２５倍だけ早い波形更新速度を達成する。
【０００９】
米国ニューヨーク州チェストナッツ・リッジのレクロイ・コーポレーションが製造しているWavemaster（商標）オシロスコープは、X-Stream（商標）技術を用いており、伝送速度問題の別の解決方法を提供している。これらオシロスコープは、シリコン・ゲルマニウム（SiGe）デジタイザ（デジタル化回路）と、高速ストリーミング・バスとを用いている。この高速ストリーミング・バスは、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）からのデータを、取込みメモリを介して、メモリ・キャッシュに伝送し、ソフトウェア・ルーチンにより情報を抽出している。
【００１０】
【非特許文献１】
アジレント・テクノロジー株式会社が２００２年１０月１１日に発行の「Agilent Technologies Infiniium 54800シリーズ・オシロスコープ」
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、所定の異常を検出し、強烈でアクティブな表示を行えるように、４チャネルの比較的長いデータ記録を繰り返し「ループ・スルー」できる機能を有するオシロスコープが必要とされている。
【００１２】
したがって、本発明は、４チャネルの比較的長いデータを記録するデジタル・オシロスコープで、所定の異常を簡単に検出できる取込み装置及び方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デジタル・オシロスコープ用の多チャネルで長い記録長の取込み装置であって；被試験信号を受ける複数の入力端子（CH1〜CH4）と；入力端子に結合され被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号のデジタル・サンプルを出力端に発生するアナログ・デジタル変換器（５３１〜５３４／６３１〜６３４）と；入力端子に結合され被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号の１つ内の所定のトリガ・イベントの検出に応答してトリガ信号を出力端に発生するトリガ回路（５２０／６２０）と；トリガ信号に応じて、長い記録長を形成する複数の長い記録長のデータとして被試験信号のデジタル・サンプルを蓄積する取込みメモリ（５５１〜５５４／６５１〜６５４）と；ポスト取込み動作モードにて蓄積された長い記録長のデータからデジタル・サンプルを試験し、蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生し、蓄積されたデジタル・サンプルの所定量を処理及び表示用に取込みメモリから読み出す処理回路（５６１〜５６４／６７０）とを具え；蓄積されたデジタル・サンプルの所定量は、長い記録長のデータの量よりも少なく、所定イベントのデジタル・サンプルを含み；処理回路は、ワン・ショット取込みモード及びオートラン・モードの選択された一方で動作し；ワン・ショット取込みモードにて、処理回路は、蓄積された長い記録長のデータの終わりに達するまで蓄積された長い記録長のデータを繰り返し試験し；オートラン・モードにて、蓄積された長い記録長のデータの試験が完了すると、処理回路は、被試験信号から新たなデジタル・サンプルを長い記録長のデータとしてトリガ信号に応じて取込みメモリに蓄積して、新たな長い記録長のデータを試験することを特徴とする。
また、本発明は、長い記録長のデジタル・オシロスコープであって；被試験信号を受ける複数の入力端子（CH1〜CH4）と；入力端子に結合されて被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号のデジタル・サンプルを出力端に発生するアナログ・デジタル変換器（５３１〜５３４）と；入力端子に結合されて被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号の１つ内の所定トリガ・イベントの検出に応答してトリガ信号を出力端に発生するトリガ回路（５２０）と；長い記録長を形成する複数の長い記録長のデータとして被試験信号のデジタル・サンプルを蓄積する取込みメモリ（５５１〜５５４）と；アナログ・デジタル変換器及び取込みメモリの間に結合され、デジタル・サンプルを受けると共に、トリガ回路から受けたトリガ信号に応答して、取込みメモリへのサンプルの流れを制御するデマルチプレクサ・ユニット（５４１〜５４４）と；ポスト取込み動作モードにて蓄積された長い記録長のデータからデジタル・サンプルを試験し、蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生し、所定イベントに関するデータを含んだメモリ記憶位置の範囲を指示するメモリ・アドレス信号を発生する処理回路（５６１〜５６４）と；イベント検出信号に応答して、蓄積されたデジタル・サンプルの所定量を処理及び表示用に取込みメモリから読み出すシステム・プロセッサ（５７０）とを具え；蓄積されたデジタル・サンプルの所定量は、長い記録長のデータの量よりも少なく、所定イベントのデジタル・サンプルを含み；システム・プロセッサは、ワン・ショット取込みモード及びオートラン・モードの選択された一方で動作し；ワン・ショット取込みモードにて、システム・プロセッサは、蓄積された長い記録長のデータの終わりに達するまで蓄積された長い記録長のデータを繰り返し試験し；オートラン・モードにて、蓄積された長い記録長のデータの試験が完了すると、システム・プロセッサは、被試験信号から新たなデジタル・サンプルを長い記録長のデータとしてトリガ信号に応じて取込みメモリに蓄積して、新たな長い記録長のデータを試験することを特徴とする。
【００１４】
上述のように、実時間多チャネル・デジタル・ストレージ・オシロスコープは、比較的長時間にわたる記録データを各チャネル毎に取込みメモリに取込み、この比較的長い時間記録のデータを処理して所定イベントを検索する。かかる所定イベントの検出により、回路は、イベント検出信号を発生し、このイベントを囲む取込みフレームから成るデータを波形処理及び表示装置に供給する。異なる検索条件を用いて、記録データにわたって追加の検索を実行するために、比較的長い時間記録のデータを再生できる。よって、多数の波形を同時に表示できる。なお、各波形は、ユーザが定義した異なるイベントの結果として捕捉されたものである。スクリーン表示をプログラムして、異なる種類のイベントを表示できる。なお、異なる種類のイベントは、各波形におけるラント信号（２つのしきい値により識別される信号）、オーバーシュート、又はパルス幅違反などである。また、各波形のラント信号などの如き同じ種類のイベントの多数の発生を表示するようにプログラムしてもよい。スクリーン表示の多数の波形は、単一チャネル又は異なる複数チャネルから導出できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本明細書で用いる用語「長いデータ記録」とは、４データ・チャネルの総ての取込みメモリの総てを鎖状につないで、単一チャネルから取込み且つ蓄積したデータ記録を意味する。また、本明細書で用いる用語「比較的長いデータ記録」とは、少なくとも２個のアクティブな（有効な）チャネルから取込み、アクティブ・チャネルに配置されているメモリに蓄積したデータ記録を意味する。
【００１６】
本発明の理解を助けるために、図を参照して、従来技術を更に説明する。図１は、従来技術として知られている４チャネルの深いメモリのデジタル・ストレージ・オシロスコープの簡略化したブロック図である。各チャネルは、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３１、１３２、１３３、１３４を夫々具えており、プローブ及びケーブル（図示せず）を介して被試験回路からのアナログ信号を受ける。これらＡ／Ｄ変換器１３１、１３２、１３３、１３４の各々は、各アナログ信号のデジタル・サンプルを深い取込みメモリ配列１５０に供給する。なお、本明細書で「深い取込みメモリ」とは、記憶容量が大きい、例えば、記録長が数百万ポイントから数十億ポイントの記録データを蓄積できる取り込み用のメモリを意味する。１ポイントは、１サンプル（サンプリングした１つのデータ）に対応する。ＣＰＵ（プロセッサ）１７０は、データ記録の総てのデータを処理して、表示スクリーン１８０に最終表示を行う。この従来の形式のアーキテクチャに関連して、２つの問題がある。第１の問題点は、ＣＰＵ１７０が「ボトルネック」となり、かかる大量のデータを伝送するのに非常に時間がかかり、その結果、他の取込みを行えるようになるまで、無駄時間が生じることである。第２の問題点は、ＣＰＵ１７０は、過度の量の計算リソースを用いて、表示用に、例えば、３２メガ・ポイントから５００ポイントに下げる圧縮を行なわなければならないことである。残念なことに、この計算リソースの消費により、しばしば、ユーザが利用できる観察可能波形が非常に少なくなることである。
【００１７】
図２〜図５において、図１と同様な素子は、同様な参照符号で示し、これら素子の説明は省略する。図２は、上述のメガズーム機能を有するアジレント・テクノロジーズのInfiniiumオシロスコープの簡略化したブロック図である。メガズーム機能は、Ａ／Ｄ変換器２３１、２３２、２３３、２３４と深い取込みメモリ・ユニット２５０との間に挿入されたカスタム特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）２３５を用いている。このＡＳＩＣ２３５は、フロント・パネル（図示せず）と通信を行い、所定掃引速度用にサンプリング速度を最適化し、特定のフロント・パネル制御設定に必要な波形データのみをＣＰＵ２７０に送る。この動作は、上述のボトルネックを大幅に低減し、より意味のある信号を表示する。
【００１８】
図３は、X-Stream（商標）機能を有する上述のレクロイ社製WaveMaster（商標）に使用されているのと類似のアーキテクチャの非常に簡略化したブロック図である。このアーキテクチャは、取込みシステムから処理及び表示システムにデータを迅速に伝送するという点に関して、図１のアーキテクチャを大幅に改善している。これらオシロスコープは、ＦＰＧＡ（書き替え可能ゲート・アレイ）でもよいシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）デジタル回路３５５と、高速ストリーミング・バス（ＰＣＩバス）３９０とを具えており、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３３１、３３２、３３３、３３４からのデータを、深い取込みメモリ３５０を介して、メモリ・キャッシュ（ＣＰＵキャッシュ）３７０に伝送して、ソフトウェア・ルーチンにより情報を抽出する。
【００１９】
図４は、深いメモリの従来のオシロスコープにおける取込み装置のアーキテクチャをより詳細に示したブロック図である。この図４において、バッファ増幅器４０１、４０２、４０３、４０４は、オシロスコープの各チャネルに関連している。これらバッファ増幅器４０１、４０２、４０３、４０４の各々は、その入力端のアナログ信号を増幅し、緩衝した信号をトラック・ホールド・ユニット４１０及びトリガＡＳＩＣ（トリガ回路）４２０に供給する。トラック・ホールド・ユニット４１０は、基本的には、異なるインターリーブ構成に応じてＡ／Ｄ変換器に信号を供給するのに用いるアナログ・スイッチである。また、トラック・ホールド・ユニット４１０は、入力信号を安定させて、その入力信号をＡ／Ｄ変換器４３１、４３２、４３３、４３４に供給する。
【００２０】
デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）４４１、４４２、４４３、４４４は、それ自体がＡＳＩＣであり、Ａ／Ｄ変換器４３１、４３２、４３３、４３４から、入力信号のデジタル化されたサンプルを受けると共に、トリガＡＳＩＣ４２０からのトリガ信号も受ける。周知の如く、Ａ／Ｄ変換器は、メモリが蓄積できるよりも速い速度でデータ・サンプルを発生する。この問題を解決するために、ＤＥＭＵＸを用いて、メモリへの書き込み動作における速度を下げる。このためには、Ａ／Ｄ変換器からの一連の高速データ・サンプルを一時的に溜め、単一のメモリ書き込み動作にて、例えば、１６〜３２個のサンプルをメモリに同時に蓄積する。この方法により、新たに取り込んだデータ・サンプルの次のグループが現れる前に、その前のデータをメモリに蓄積するのに充分な時間がとれる。トリガ信号が存在しないと、ＤＥＭＵＸのＡＳＩＣは、データをメモリに連続的に書き込む。トリガ信号を受けると、ＤＥＭＵＸのＡＳＩＣは、ポスト・トリガ・データ（トリガ時点以降のデータ）の所定量を蓄積するのに必要な時間だけ、データをメモリに書込み続ける。その時点で、信号を受けるまでデータ蓄積が停止し、取込みメモリがオシロスコープの処理システムにロードされていないことを示す。よって、ＤＥＭＵＸ４４１、４４２、４４３、４４４は、深い取込みメモリ４５１、４５２、４５３、４５４へのデータの流れを制御する。
【００２１】
残念なことに、図１〜図４に示したアーキテクチャでは、ユーザが長いデータ記録を繰り返し「ループ・スルー」できないが、異なる条件でトリガをかけて、その結果を強烈でアクティブな表示にて観察できる。ユーザは、被試験信号に異常が存在し、この異常により問題を引き起こしていることを充分に理解できよう。しかし、ユーザは、何が異常かを知らないかもしれない。この異常がラントの形式か、パルス幅問題か、パルスの欠落かを知らなければ、トリガを設定できない。よって、異なる現象でトリガをかけて、予期せぬ形式の異常を検出することが重要である。この場合、トリガ条件を、長いデータ記録にわたって１つの連続的なループとして、トリガ条件を変化させる。
【００２２】
かかるオシロスコープのアーキテクチャを本発明に関連して図５に示す。次に、本発明を図５、６、７及び８を参照して説明する。図４及び図５は、深い取込みメモリ５５１、５５２、５５３、５５４とのプロセッサ（処理）ユニット（ＰＲＯＣ）（処理回路）５６１、５６２、５６３、５６４の接近した物理的及び論理的な関係を除いて、図４及び図５は同じなので、上述した要素について再度説明しない。
【００２３】
図５の装置において、チャネル１〜４からの信号は、バッファ増幅器５０１〜５０４を介して、トラック・ホールド・ユニット５１０及びトリガＡＳＩＣ（トリガ回路）５２０に供給される。トラック・ホールド・ユニット５１０の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器５３１〜５３４を介してデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）ユニット５４１〜５４４に供給される。これらデマルチプレクサには、トリガＡＳＩＣ５２０の出力信号も供給される。任意の又は総てのチャネル（例えば、ＣＨ１〜ＣＨ４）を用いて、被測定信号のサンプルを供給する。この点に関して、取り込みメモリ５５１、５５２、５５３、５５４の総ては、鎖状に連結されて、単一の長い記録長のメモリを形成してもよいし、アクティブなチャネルに割り当てられてもよい。プロセッサ・ユニット（ＰＲＯＣ）５６１、５６２、５６３、５６４は、マイクロプロセッサでもよいが、好ましくは、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）である。その理由は、ＦＰＧＡは、マイクロプロセッサよりも１００倍以上（例えば、インテルのPentium（登録商標）IVよりも１００倍まで）も高速にデータを処理できるためである。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、後述の如く、ポスト取込み動作モードにて蓄積されたデジタル・サンプルを試験し、蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生し、所定イベントに関するデータを含んだメモリ記憶位置の範囲を指示するメモリ・アドレス信号を発生する。深い取り込みメモリ５５１、５５２、５５３、５５４は、データ経路「データ１」、「データ２」、「データ３」、「データ４」を有しており、これらデータ経路は、システム・プロセッサ５７０へのバス、即ち、通常の波形データ処理経路に結合している。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、「タイム・スタンプ」と付されたデータ出力経路も有し、バスに結合されて、処理及び表示すべきデータのフレームを定義するタイム・スタンプを提供する点に留意されたい。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、少なくとも１個のトリガ形式信号「イベント検出」も発生する。この「イベント検出」は、実際には、システム・プロセッサ５７０に結合された多数のイベント検出信号線でもよい。各トリガ出力は、ラッチされて、後で読出して、どのトリガ・イベントにより、ポスト（後）取り込みデータ・フレームを処理すべきかを判断する。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、総ての取り込みメモリを制御する単一のプロセッサでもよいし、各プロセッサが取り込みメモリの各部分（図５に示す）に関連した複数のプロセッサでもよい。全チャネルの処理ユニットの図示した構成により、予め定義したイベントで平行な同時トリガの両方を容易に達成できる。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４間の通信線は、図を簡単にするために、図示していない。
【００２４】
図６は、本発明の実施例を示し、システム・プロセッサは、特定の所定イベントの発生に対して取り込みメモリのポスト取り込み試験の機能を実行するようにプログラムされている。図６の実施例において、図５と実施例と類似の素子は、下２桁の参照符号を同じにして、それらの詳細説明を省略する。また、個別のプロセッサ・ユニットは使用されていない。深い取り込みメモリ６５１、６５２、６５３、６５４とシステム・プロセッサ（処理回路）６７０との密接な論理的関係を除いて、図５及び図６は同じであるので、既に説明した要素については、再度の説明を省略する。
【００２５】
システム・プロセッサ６７０は、インテルPentium（登録商標）IVマイクロコンピュータの如きマイクロコンピュータでもよい。深い取り込みメモリ６５１、６５２、６５３、６５４は、データ経路「データ１」、「データ２」、「データ３」、「データ４」を有し、これらデータ経路は、システム・プロセッサ６７０に続くバス、即ち、通常の波形データ処理経路に結合されている。システム・プロセッサ６７０は、イベント検索自体を実行しているので、図５の実施例で行った如く、「イベント検出」信号を発生する必要がない。図６に示した構成では、システム・プロセッサ６７１は、総てのチャネルにて取り込んだポスト取り込みデータを試験し、検出した予め定義したイベントの総てをオシロスコープの表示スクリーン上に同時に表示できる。
【００２６】
図７は、本発明に用いるのに適する制御器を有するオシロスコープ用のフロント・パネル７００を示している。これらオシロスコープ制御器は、機能グループ７１０、７２０、７３０、７４０、７５０に配置されている。機能グループ７４０及び７５０は、一緒に機能グループ７６０になっている。フロント・パネル７００は、カーソル「CURSORS」及び自動設定「AUTOSET」の如き標準制御ボタンと、その他の制御ボタンを含んでいるが、これらの詳細は説明を省略する。機能グループ７１０は、垂直（VERTICAL）に関連して、メニュー（NENU）選択の制御、チャネル（CH1,CH2,CH3,CH4）選択の制御、表示された信号波形のスケール（SCALE）及び位置（POSITION）の調整の制御を含んでいる。機能グループ７２０は、主要タイムベース（TIMEBASE PRIMARY）に関連し、遅延（DELAY）、分解能（RES）、記録長（RECORD LENGTH）、サンプル速度（SAMPLE RATE）の如く、取り込む信号のタイムベースの状況を制御する。機能グループ７３０は、表示（DISPLAY）を制御し、垂直位置（VERT POS）、水平位置（HOR POS）、垂直スケール（VERT SCALE）、水平スケール（HOR SCALE）用の制御を含んでいる。
【００２７】
機能グループ７６０は、機能グループ７４０及び７５０と、被試験信号の波形サンプルを取り込むのにオシロスコープをどの様に制御するかという１組の制御とを含んでいる。特に、オシロスコープの表示スクリーン上に取込みメニューを表示するためのボタンが（ACQUIRE MENU）設けられている。「MODE」と記された第２ボタンは、通常モード（REGULAR）、二重モード（DUAL）、高速取込みモード（FastAcq）から選択を行う。これら説明文の各々に隣接して配置された指示器は、照明されて、どのモードが選択されたかを示す。照明された指示器は、図７では、斜線のパターンとして示す。ユーザが２次トリガ・イベント用のポスト取込み検索（Post Acquisition Event Search）で長い記録長でデータを取り込もうとするとき、二重モード（DUAL）が選択される。このモードにおいて、主データ取込み記録長は最長に設定され、機能グループ７２０の記録長制御により、ポスト取込み記録長（フレーム・サイズ）が設定される。機能グループ７４０は、ポスト取込みイベント検索（Post Acquisition Event Search）を制御し、トリガ・イベント条件のリストを含むメニューを表示するメニュー・ボタン（MENU）を有する。長い記録長のデータの再生は、ＶＴＲの制御と機能及び形式が類似の押しボタン制御器により制御される点に留意されたい。機能グループ７４０において、指示器が照明されて、ポスト取込みイベント検索（Post Acquistion Event Search）がアクティブであり、長い記録長のデータが前方向に再生されていることを示す。機能グループ７４０は、長い記録長の小休止中の波形をあるイベントから次のイベントに手動でスクロールするためのスクロール摘み（SCROLL）も有する。機能グループ７５０は、標準トリガ制御及び指示器も含んでいる。
【００２８】
図８は、多チャネル・オシロスコープ用の主（１次）取込み及びポスト取込みトリガ・イベント検索ルーチンを説明する簡略化した流れ図である。このルーチンは、ステップ８００で開始し、ステップ８１０に進む。このステップ８１０では、オシロスコープが１次トリガ用の標準条件を用いて長い記録長の主（１次）取込みを行う。長い記録長での取込みの後、ルーチンはステップ８２０に進む。このステップでは、図５のプロセッサ・ユニット（好ましくは高速ＦＰＧＡ）５６１、５６２、５６３、５６４（又はシステム・プロセッサ６７１）は、ポスト取込みイベント検索にて、各アクティブ・チャネルにおける比較的長い記録長で蓄積されたデータから異常イベントを検索する。ステップ８３０にて、チェックを行い、関心イベントが見つけたか否かを判断する。見つからない場合、このルーチンは、取り込んだ比較的長い記録長のデータ内で異常イベントを探し続ける。また、見つかった場合、ルーチンは、ステップ８４０に進み、そのイベントを囲むデータのフレームをオシロスコープの波形処理部分に送り、「イベント検出」信号を発生する。ステップ８５０にて、ポスト処理異常イベント・データのフレームを処理して、結果の波形を表示する。ステップ８６０にて、長い記録長のデータの終わりに達したか否かを判断する。ステップ８６０にて、終了していない場合（ノーの場合）、このルーチンは、ステップ８２０に戻り、比較的長い記録長のデータ内にて、異常イベントを継続的に見つける。ステップ８６０にて、終了している場合（イエスの場合）、ルーチンはステップ８７０に進み、ワン・ショット取込みモード又はフリー・ラン・モードにオシロスコープがあるか否かを判断する。ワン・ショット取込みモードにて、新たなデータが取り込まれないと、「イエス」経路はステップ８２０に進み、予め取り込んだ長い記録長のデータ内にて検索が再び開始する。フリー・ラン・モード（しばしば、オートラン・モードと呼ばれる）にて、新たに長い記録長の取込みが実行されると、ルーチンは、ステップ８１０に進み、ポスト取込みイベント（異常）を検索する前に、新たな記録用のデータを取り込む。
【００２９】
ステップ８２０に戻る目的は、ポスト取込み検索イベントが見つからなかったときに、予め取り込んだ長い記録長のデータにて検索を継続するためである。このように行うことにより、ルーチンは、強烈な応答表示を行う。これは、ユーザが検索条件を変更して、その変化を表示で直ちに見ることができるためである。この場合、ユーザは、ポスト取込み検索イベントをラント信号イベント（即ち、その元の状態に戻る前に、スイッチングしきい値に達しない振幅のパルスの検出）として設定できる。検索期間中、ユーザの気が変わり、パルス幅の許容限界を外れたパルスの検索を望むかもしれない。検索条件の調整と同時に、表示された波形は、イベントの新たな選択の結果を反映する。すなわち、長い記録長の取込みの走査の途中で、イベントの形式を変更できる。
【００３０】
図９は、本発明により提案されたスクリーン表示の例を示す図である。デジタル・オシロスコープの表示スクリーン９００は、８つの波形９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８を表示している。波形９０１、９０２、９０３、９０４は、チャネル１を介して受信した波形の表示であり、波形９０５、９０６、９０７、９０８は、チャネル２を介して受信した波形の表示である。各チャネルに対して４つの波形が示されているが、任意の数の波形を用いてもよいことが当業者には理解できよう。同様に、チャネル１及び２のみがアクティブであるように示しているが、任意の又は総てのチャネルをアクティブにし、これら波形を同時にスクリーン上に表示してもよい。さらに、スクリーン表示は、各アクティブ・チャネルからの選択された波形を含んでもよい。
【００３１】
図９の各波形は、本発明による装置により検出され、タイム・スタンプされた（時間情報が付された）異常を示している。記録バー９１１は、記録の長さに対する指示を与え、記録バー９１１内のポインタ９２１ａ、９２１ｂ、９２１ｃ、９２１ｄ、９２２ａ、９２２ｂ、９２３ａ、９２４ａは、比較的長いデータ記録内の異常（即ち、イベント）のおおよその位置を表す。
【００３２】
上述の如く、通常のトリガ・メニューに応じて設定された条件を用いて、比較的長い記録長のデータを取り込む。再び、図９を参照する。イベント・ソース（EVENT SOURCE）メニュー９３０により、異常を検索するためのソース波形を選択できる。押しボタン９３５を継続的に押すことにより、このメニュー選択が順次行われる。この場合、取込み波形（Acq Wfm）選択が強調されて、取込み波形がソース波形として選択されたことを示す。他の選択は、計算波形（Math Wfm）又は基準波形（Ref Wfm）のいずれかである。取込み波形（Acq Wfm）が選択されるので、次の選択は、この場合、データ・チャネルの選択であり、チャネル１（CH1）及びチャネル２（CH2）が強調されて、この選択が指示される。比較的長いデータ記録を取り込んだ後、ポスト（後）処理動作にて、データを検索して異常を見つける。このポスト処理動作には、種々の異常の検出や、メモリの各位置でのタイム・スタンプが含まれる。
【００３３】
関連した押しボタン９６１、９６２、９６３、９６４を繰り返し押すことにより、４つの波形Ｃ１Ｗ１、Ｃ１Ｗ２、Ｃ１Ｗ３、Ｃ１Ｗ４の各々が制御されて、イベント・メニュー９５１、９５２、９５３、９５４の各々から選択された異常（即ち、イベント）を表示する。この場合、Ｃ１Ｗ１は、ラント（Runt）信号の例を表示し、Ｃ１Ｗ２は、パルス幅（Pulsewidth）違反の例を表示し、Ｃ１Ｗ３は、アンダーシュート（Undershoot）状態の例を表示し、Ｃ１Ｗ４は、立ち下がり時間（Fall time）違反の例を表示する。プロセッサ５６１、５６２、５６３、５６４又はシステム・プロセッサ６７０は、予め選択された異常（即ち、ポスト取り込み検索イベント）の検索に応答して、取り込みメモリ内に蓄積された長い記録長から短い記録長の波形９０１、９０２、９０３、９０４を抽出する。
【００３４】
同様に、チャネル２波形（例えば、タッチ・スクリーンを用いて）を選択し、関連した押しボタン９６１、９６２、９６３、９６４を繰り返し押すことにより、４つの波形Ｃ２Ｗ１、Ｃ２Ｗ２、Ｃ２Ｗ３、Ｃ２Ｗ４の各々が制御されて、イベント・メニュー９５１、９５２、９５３、９５４の各々から選択された異常（即ち、イベント）を表示する。この場合、説明を簡単にするために、Ｃ２波形用に選択された異常は、Ｃ１波形用に選択された異常と同じである。すなわち、Ｃ２Ｗ１は、ラント（Runt）信号の例を表示し、Ｃ２Ｗ２は、パルス幅（Pulsewidth）違反の例を表示し、Ｃ２Ｗ３は、アンダーシュート（Undershoot）状態の例を表示し、Ｃ２Ｗ４は、立ち下がり時間（Fall time）違反の例を表示する。チャネル２波形が選択されると、記録ポインタが自動的に変化して、チャネル２の比較的長いデータ記録長内の異常の位置を示す。総てのアクティブ・チャネルの各記録のメモリの深さが同一であるとする。
【００３５】
プロセッサ５６１、５６２、５６３、５６４又はシステム・プロセッサ６７０は、予め選択された異常（即ち、ポスト取り込み検索イベント）の検索に応答して、チャネル１取り込みメモリ内に蓄積された比較的長いデータ記録から短い記録長の波形９０１、９０２、９０３、９０４を抽出し、チャネル２取り込みメモリ内に蓄積された比較的長いデータ記録から短い記録長の波形９０５、９０６、９０７、９０８を抽出する。
【００３６】
波形９０１の左側に表示された説明文は、ソースＣ１（チャネル１）と、選択された異常の種類Ｗ１と、長い記録のデータにおけるその種類のイベントが生じた回数Ｅ１とである。すなわち、波形９０１は、長い記録のデータにおけるラント・トリガの第１回の発生９２１ａである。同様に、波形９０２、９０３、９０４は、長い記録のデータにおける異常９２２ａ、９２３ａ、９２４ａの各々の最初の発生を表示するが、ポインタ９２１ｂは、長い記録のデータにおけるラント（Runt）信号の第２の発生を示す。以下同様である。
【００３７】
波形を選択すること（例えば、接触検知スクリーン上で波形に物理的に接触することによる選択）は、スクロール（SCROLL）摘み９７５をその波形に論理的に関連させる。その後、スクロール摘み９７５を回転させることにより、長い記録のデータにて、その種類のイベントが生じれば、次のイベントの例の表示に波形がジャンプする。例えば、スクロール摘み９７５を回転させることにより、ポインタ９２１ｂに関連したラント信号が表示され、Ｃ１Ｗ１Ｅ２（その種類の第２イベント）とラベルが付けられる。第２イベントの選択により、ポインタ９２１ｂが強調され、ポインタ９２１ａは、最早強調されない。スクロール摘み９７５は、図７の機能グループ７４０で、SCROLLとラベルが付けられた同じ制御である。
【００３８】
波形の各々が表示され、容易に利用できるように、その異常はスクリーンの中心となる（点線の垂直線９１５で示す）。上述の如く、各イベントはデータで囲まれ、そのサンプル数は、イベント記録長（EVENT RECORD LENGTH）摘み９８５の回転により決まる。数値表示９８０は、時間１．６マイクロ秒だけ関心イベントを囲むことを示し、波形９０１、９０２、９０３、９０４の各々は、関心イベントを囲むサンプルの数が同じことを示す。表示された波形間には、時間関係のないことに留意されたい。
【００３９】
波形９０１は、ポインタ９２１ａ、９２１ｂ、９２１ｃ、９２１ｄで指示された位置の特定の種類の異常に関連しているので、これら波形及びポインタは、同じ独特な色（例えば、赤）で表示されてもよい。同様に、波形９０２は、ポインタ９２２ａ、９２２ｂに関連しており、これらは共に第２に独特な色（例えば、黄色）で表示される。波形９０３は、ポインタ９２３ａに関連しており、これらは、第３の独特な色（例えば、緑）で表示される。波形９０４は、ポインタ９２４ａに関連しており、これらは、第４の独特な色（例えば、青）で表示される。上述の如く、スクリーン上に現在表示されている異常に関連した特定のポインタは、強調されて、長い記録のデータにおけるそのポインタの位置を示す（９２１ａ、９２２ａ、９２３ａ、９２４ａ参照）。混乱を防ぐために、追加のチャネルとは違う色を波形及びポインタの組合せに用いる。
【００４０】
図９に関連した本発明の装置の動作は、非常に有用であるが、比較的長い記録のデータ内の単一の異常の総ての発生を観察することが望まれるかもしれない。図１０のスクリーン表示は、この目的を簡単に達する方法を示す。図１０の要素の大部分は、図９の類似の参照符号で示す要素と同じであり、これらの説明を省略する。選択したメニュー１０５１、１０５２、１０５３、１０５４を用いても、波形Ｃ１Ｗ１、Ｃ１Ｗ２、Ｃ１Ｗ３、Ｃ１Ｗ４、Ｃ２Ｗ１、Ｃ２Ｗ２、Ｃ２Ｗ３、Ｃ２Ｗ４の総てが同じ種類のイベントであるラント信号を表示するようにプログラムする。チャネル１の比較的長い記録のデータ内のラント信号の関連部分を示す１０２１ａ、１０２１ｂ、１０２１ｃ、１０２１ｄ、１０２１ｅを除いて、記録バー１０１１の総てのポインタを取り去る。これは、チャネル１信号（Ｃ１Ｗ１Ｅ１）を選択されたとして強調するためである。波形Ｗ２には、Ｃ１Ｗ２Ｅ２のラベルが付され、見つかった第２ラント・トリガを表示していることを示す。波形Ｗ３は、Ｃ１Ｗ３Ｅ３のラベルが付され、見つかった第３ラント・トリガを表示していることを示す。しかし、波形Ｗ４は、Ｃ１Ｗ４Ｅ５のラベルが付され、スクロール（SCROLL）摘み１０７５により調整されて、見つかった第５ラント・トリガが表示されていることを示す。この点に関し、ポインタ１０２１ａ、１０２１ｂ、１０２１ｃ、１０２１ｅが強調されているが、１０２１ｄが強調されていない点に留意されたい。チャネル２の波形も同様に番号が付されて、どのイベントが表示されているかを示す。
【００４１】
ポスト取込み検索イベント（異常）のいくつかの例は、次のようになる。
ジッタ（幅、立ち上がり、エッジなど）
エッジ：高
パルス幅：低
パルス振幅：最小
立ち上がり時間：最大
立ち下がり時間：最大
テレコム・シリアル・パターン：ＲＭＳ
テレコム・パケット認知：オーバーシュート＋−
波形（フィルタに一致）：ヒストグラム、stdev、平均、ピーク・ピーク
ラント：アイ・ダイアログ及びマスク・トリガ
波形比較：マスク限界
ピーク・ピーク：周波数
周期
【００４２】
このリストは、可能性のあるトリガ・イベントの総てを含んではおらず、本発明の要旨は、これらトリガ・イベントを含むものであるが、これらに限定されるものではないことが当業者には明らかであろう。
【００４３】
用語「二重モード（DUAL MODE）」を用いて、本発明の動作のモードを説明した。この用語は、本発明の実施にとって重要ではなく、この用語に限定するものでもない。
【００４４】
関心のあるデータをオシロスコープの主処理部分に伝送するのみで、「ボトルネック」の問題を解決する長い記録長のＤＳＯ用の新規な取込み装置について上述した。また、本発明の装置は、メモリに長い記録のデータを維持して、データのタイム・スタンプを保存して、ポスト処理ジッタ解析ができるようにしている。
【００４５】
本明細書では、用語「イベント」及び「異常」を交換可能に用いて、長い記録のデータにおける関心点を示した。
【００４６】
４個の処理（プロセッサ）ユニット５６１、５６２、５６３、５６４を示し、上述したが、単一の処理ユニットを用いた他の構成を用いてもよく、これも本発明に要旨に含まれる。各チャネルで処理ユニットを利用することにより、各チャネルにて異なる条件で同時にトリガ可能なので、各トリガに関連した波形を同時に表示できる。
【００４７】
１種類以上の異常イベントを認識するように、所定の処理ユニットをプログラムしてもよいことが当業者には理解できよう。
【００４８】
４個の処理ユニット５６１、５６２、５６３、５６４にＦＰＧＡが好適であるとして説明したが、この機能をマイクロコンピュータにより実現することが可能であるが、この場合、ＦＰＧＡの速度の利点を実現できないことが当業者には理解できよう。よって、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ、又は他のプロセッサ・ユニットを用いることは、本発明の要旨内である。
【００４９】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、４チャネルの比較的長いデータを記録するデジタル・オシロスコープで、所定の異常を簡単に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術としての深いメモリのデジタル・ストレージ・オシロスコープのアーキテクチャを示す簡略化されたブロック図である。
【図２】従来技術としてのメガズームの深いメモリのデジタル・ストレージ・オシロスコープのアーキテクチャを示す簡略化されたブロック図である。
【図３】従来技術としてのデジタル・ストレージ・オシロスコープに用いられるＦＰＧＡを具えた取込みアーキテクチャを示す簡略化されたブロック図である。
【図４】従来技術である図１の取込みアーキテクチャの詳細なブロック図である。
【図５】本発明の第１実施例によるデジタル・ストレージ・オシロスコープに用いるプロセッサ及び取込みメモリの第１構成を用いた取込みアーキテクチャのブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例によるデジタル・ストレージ・オシロスコープに用いるシステム・プロセッサ及び取込みメモリの第２構成を用いた取込みアーキテクチャのブロック図である
【図７】本発明に用いるのに適するデジタル・ストレージ・オシロスコープのフロント・パネル構成を示す図である。
【図８】本発明による主取込み及びポスト取込みトリガ・イベント検索ルーチンを示す簡略化した流れ図である。
【図９】本発明の第１概念によるスクリーン表示を示す図である。
【図１０】本発明の第２概念によるスクリーン表示を示す図である。
【符号の説明】
１３１〜１３４ Ａ／Ｄ変換器
１５０ 取込みメモリ
１７０ ＣＰＵ（プロセッサ）
１８０ 表示スクリーン
２３１〜２３４ Ａ／Ｄ変換器
２３５ ＡＳＩＣ
２５０ 取込みメモリ
２７０ ＣＰＵ
２８０ 表示スクリーン
３３１〜３３４ Ａ／Ｄ変換器
３５０ 取込みメモリ
３５５ ＳｉＧｅデジタル回路
３７０ メモリ・キャッシュ（ＣＰＵキャッシュ）
３８０ 表示スクリーン
３９０ 高速ストリーミング・バス（ＰＣＩバス）
４０１〜４０４ バッファ増幅器
４１０ トラック・ホールド・ユニット
４２０ トリガＡＳＩＣ
４３１〜４３４ Ａ／Ｄ変換器
４４１〜４４４ デマルチプレクサ
４５１〜４５４ 取込みメモリ
５０１〜５０４ バッファ増幅器
５１０ トラック・ホールド・ユニット
５２０ トリガＡＳＩＣ
５３１〜５３４ Ａ／Ｄ変換器
５４１〜５４４ デマルチプレクサ・ユニット
５５１〜５５４ 取込みメモリ
５６１〜５６４ プロセッサ・ユニット（処理回路）
５７０ システム・プロセッサ
６０１〜６０４ バッファ増幅器
６１０ トラック・ホールド・ユニット
６２０ トリガＡＳＩＣ
６３１〜６３４ Ａ／Ｄ変換器
６４１〜６４４ デマルチプレクサ・ユニット
６５１〜６５４ 取込みメモリ
６７０ システム・プロセッサ（処理回路）
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、記録長が長い多チャネルのデジタル（ストレージ）オシロスコープ（ＤＳＯ）に関し、特に、記録長が長い波形データの改良されたデジタル信号処理を提供するＤＳＯ用のアーキテクチャに関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録長が長い最新のオシロスコープにおいて、記録長が長いという特徴は、一般的に、制御が非常に困難であり、煩わしいものである。たとえ、利用可能なメモリがアクティブなチャネル（有効なチャネル）に割り当てられたときでも、収集されたデータの量（以下、比較的長いデータ記録長という）では、効率的に用いるのが困難である。
【０００３】
すなわち、かかる深いメモリ（即ち、記憶容量の大きいメモリ）のオシロスコープにて、４チャネルからの８メガバイトのデータを収集すると、このデータをどの様に用いて、どの様に解釈するかが問題である。例えば、被試験システムに問題を生じさせる特定のイベント（事象）を探すために、データの４行（１行が各アクティブ・チャネルとなる）を表示し、記録全体をスクロールすることが望ましいと仮定できる。かかる視覚的な走査のために、単位秒当たり約５００ポイントのスクロール速度は、かなり合理的である。すなわち、各波形の特定ポイントが、約１秒間に右から左にスクロールを横切って移動する。残念なことに、この速度であると、ユーザが全体のデータ記録を観察するのに約４．３７５時間もかかる。
【０００４】
多くのオシロスコープがプリンタを含んでいるという事実により、上述の問題を解決するためには、記録全体を単に印刷すればよいとも考えられる。かかる印刷のためには、１インチ（２．５４ｃｍ）当たり３００ポイントの分解能は、非常に合理的である。残念なことに、ユーザが１インチ当たり３００ポイント（１ｃｍ当たり約１１８ポイント）で紙に４行で比較的長い記録を印刷すると、プリンタは、０．４２１マイル（０．６７３６Ｋｍ）の紙を使用する。これら２つの例は、大量のデータを扱うことが困難であることを示している。ユーザが見つけなければならない異常に対して、収集したデータの総てを視覚的に検査することは、単純に、ユーザにとって実際的ではない。
【０００５】
最新のＤＳＯは、この問題を解決するために、トリガ・イベントが生じるのを待ち、このイベントを囲む波形データのフレームをメモリに取り込んでいる。このフレームを波形計算ソフトウェア、測定ソフトウェア及び表示システム・ソフトウェアで処理する。このポスト（後）処理の総てにより、非常に長い期間の「無駄時間」が生じる。この無駄時間中、ＤＳＯは、追加の波形サンプルを取込んで蓄積することができない。その結果、ユーザが検索する異常が生じても、見逃してしまう。
【０００６】
より最近のＤＳＯは、無駄な時間を減らすために、デジタル信号処理（ＤＳＰ）集積回路（ＩＣ）を取込みメモリの近傍に物理的に設けて、取り込んだ波形データをより効率的に表示データに変換している。この構成は、しばしば「高速取込み（FastAcq）」動作モードと呼ばれている。高速取込み回路を用いることにより、複数のトリガ間の無駄な時間を大幅に減らすことができ、表示のために１秒間当たりのサンプル数が増える。残念なことに、高速取り込み回路が処理したデータ・フレームが保持されないので、追加的な処理に利用できない。連続したトリガの間の時間関係が維持されないので、（例えば、ジッタ測定のための）サイクル毎の測定は、高速取込み回路により逆に影響される。
【０００７】
多くの現在のＤＳＯアーキテクチャの他の欠点は、既存の「ボトルネック」である。これは、取込みメモリからの総てのデータを、処理及び表示のために、比較的低速な（即ち、典型的には、３０Ｍｂ／ｓｅｃ）データ・バスを介してメイン・メモリに転送するためである。
【０００８】
この伝送速度の問題を解決するために、米国カリフォルニア州パル・アルトのアジェレント・テクノロジー・インクは、Infiniium MegaZoom（メガズーム）と呼ぶ深いメモリのオシロスコープを最近発表した。このオシロスコープは、所定の掃引速度に対してサンプル速度を最適化し、特定のフロント・パネル設定に対して必要となる波形データのみを伝送している。MegaZoomは、従来の深いメモリのオシロスコープよりも約２５倍だけ早い波形更新速度を達成する。
【０００９】
米国ニューヨーク州チェストナッツ・リッジのレクロイ・コーポレーションが製造しているWavemaster（商標）オシロスコープは、X-Stream（商標）技術を用いており、伝送速度問題の別の解決方法を提供している。これらオシロスコープは、シリコン・ゲルマニウム（SiGe）デジタイザ（デジタル化回路）と、高速ストリーミング・バスとを用いている。この高速ストリーミング・バスは、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）からのデータを、取込みメモリを介して、メモリ・キャッシュに伝送し、ソフトウェア・ルーチンにより情報を抽出している。
【００１０】
【非特許文献１】
アジレント・テクノロジー株式会社が２００２年１０月１１日に発行の「Agilent Technologies Infiniium 54800シリーズ・オシロスコープ」
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、所定の異常を検出し、強烈でアクティブな表示を行えるように、４チャネルの比較的長いデータ記録を繰り返し「ループ・スルー」できる機能を有するオシロスコープが必要とされている。
【００１２】
したがって、本発明は、４チャネルの比較的長いデータを記録するデジタル・オシロスコープで、所定の異常を簡単に検出できる取込み装置及び方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デジタル・オシロスコープ用の多チャネルで長い記録長の取込み装置であって；被試験信号を受ける複数の入力端子（CH1〜CH4）と；入力端子に結合され被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号のデジタル・サンプルを出力端に発生するアナログ・デジタル変換器（５３１〜５３４／６３１〜６３４）と；入力端子に結合され被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号の１つ内の所定のトリガ・イベントの検出に応答してトリガ信号を出力端に発生するトリガ回路（５２０／６２０）と；トリガ信号に応じて、長い記録長を形成する複数の長い記録長のデータとして被試験信号のデジタル・サンプルを蓄積する取込みメモリ（５５１〜５５４／６５１〜６５４）と；ポスト取込み動作モードにて蓄積された長い記録長のデータからデジタル・サンプルを試験し、蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生し、蓄積されたデジタル・サンプルの所定量を処理及び表示用に取込みメモリから読み出す処理回路（５６１〜５６４／６７０）とを具え；蓄積されたデジタル・サンプルの所定量は、長い記録長のデータの量よりも少なく、所定イベントのデジタル・サンプルを含み；処理回路は、ワン・ショット取込みモード及びオートラン・モードの選択された一方で動作し；ワン・ショット取込みモードにて、処理回路は、蓄積された長い記録長のデータの終わりに達するまで蓄積された長い記録長のデータを繰り返し試験し；オートラン・モードにて、蓄積された長い記録長のデータの試験が完了すると、処理回路は、被試験信号から新たなデジタル・サンプルを長い記録長のデータとしてトリガ信号に応じて取込みメモリに蓄積して、新たな長い記録長のデータを試験することを特徴とする。
また、本発明は、長い記録長のデジタル・オシロスコープであって；被試験信号を受ける複数の入力端子（CH1〜CH4）と；入力端子に結合されて被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号のデジタル・サンプルを出力端に発生するアナログ・デジタル変換器（５３１〜５３４）と；入力端子に結合されて被試験信号を受ける入力端を有し、被試験信号の１つ内の所定トリガ・イベントの検出に応答してトリガ信号を出力端に発生するトリガ回路（５２０）と；長い記録長を形成する複数の長い記録長のデータとして被試験信号のデジタル・サンプルを蓄積する取込みメモリ（５５１〜５５４）と；アナログ・デジタル変換器及び取込みメモリの間に結合され、デジタル・サンプルを受けると共に、トリガ回路から受けたトリガ信号に応答して、取込みメモリへのサンプルの流れを制御するデマルチプレクサ・ユニット（５４１〜５４４）と；ポスト取込み動作モードにて蓄積された長い記録長のデータからデジタル・サンプルを試験し、蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生し、所定イベントに関するデータを含んだメモリ記憶位置の範囲を指示するメモリ・アドレス信号を発生する処理回路（５６１〜５６４）と；イベント検出信号に応答して、蓄積されたデジタル・サンプルの所定量を処理及び表示用に取込みメモリから読み出すシステム・プロセッサ（５７０）とを具え；蓄積されたデジタル・サンプルの所定量は、長い記録長のデータの量よりも少なく、所定イベントのデジタル・サンプルを含み；システム・プロセッサは、ワン・ショット取込みモード及びオートラン・モードの選択された一方で動作し；ワン・ショット取込みモードにて、システム・プロセッサは、蓄積された長い記録長のデータの終わりに達するまで蓄積された長い記録長のデータを繰り返し試験し；オートラン・モードにて、蓄積された長い記録長のデータの試験が完了すると、システム・プロセッサは、被試験信号から新たなデジタル・サンプルを長い記録長のデータとしてトリガ信号に応じて取込みメモリに蓄積して、新たな長い記録長のデータを試験することを特徴とする。
【００１４】
上述のように、実時間多チャネル・デジタル・ストレージ・オシロスコープは、比較的長時間にわたる記録データを各チャネル毎に取込みメモリに取込み、この比較的長い時間記録のデータを処理して所定イベントを検索する。かかる所定イベントの検出により、回路は、イベント検出信号を発生し、このイベントを囲む取込みフレームから成るデータを波形処理及び表示装置に供給する。異なる検索条件を用いて、記録データにわたって追加の検索を実行するために、比較的長い時間記録のデータを再生できる。よって、多数の波形を同時に表示できる。なお、各波形は、ユーザが定義した異なるイベントの結果として捕捉されたものである。スクリーン表示をプログラムして、異なる種類のイベントを表示できる。なお、異なる種類のイベントは、各波形におけるラント信号（２つのしきい値により識別される信号）、オーバーシュート、又はパルス幅違反などである。また、各波形のラント信号などの如き同じ種類のイベントの多数の発生を表示するようにプログラムしてもよい。スクリーン表示の多数の波形は、単一チャネル又は異なる複数チャネルから導出できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本明細書で用いる用語「長いデータ記録」とは、４データ・チャネルの総ての取込みメモリの総てを鎖状につないで、単一チャネルから取込み且つ蓄積したデータ記録を意味する。また、本明細書で用いる用語「比較的長いデータ記録」とは、少なくとも２個のアクティブな（有効な）チャネルから取込み、アクティブ・チャネルに配置されているメモリに蓄積したデータ記録を意味する。
【００１６】
本発明の理解を助けるために、図を参照して、従来技術を更に説明する。図１は、従来技術として知られている４チャネルの深いメモリのデジタル・ストレージ・オシロスコープの簡略化したブロック図である。各チャネルは、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３１、１３２、１３３、１３４を夫々具えており、プローブ及びケーブル（図示せず）を介して被試験回路からのアナログ信号を受ける。これらＡ／Ｄ変換器１３１、１３２、１３３、１３４の各々は、各アナログ信号のデジタル・サンプルを深い取込みメモリ配列１５０に供給する。なお、本明細書で「深い取込みメモリ」とは、記憶容量が大きい、例えば、記録長が数百万ポイントから数十億ポイントの記録データを蓄積できる取り込み用のメモリを意味する。１ポイントは、１サンプル（サンプリングした１つのデータ）に対応する。ＣＰＵ（プロセッサ）１７０は、データ記録の総てのデータを処理して、表示スクリーン１８０に最終表示を行う。この従来の形式のアーキテクチャに関連して、２つの問題がある。第１の問題点は、ＣＰＵ１７０が「ボトルネック」となり、かかる大量のデータを伝送するのに非常に時間がかかり、その結果、他の取込みを行えるようになるまで、無駄時間が生じることである。第２の問題点は、ＣＰＵ１７０は、過度の量の計算リソースを用いて、表示用に、例えば、３２メガ・ポイントから５００ポイントに下げる圧縮を行なわなければならないことである。残念なことに、この計算リソースの消費により、しばしば、ユーザが利用できる観察可能波形が非常に少なくなることである。
【００１７】
図２〜図５において、図１と同様な素子は、同様な参照符号で示し、これら素子の説明は省略する。図２は、上述のメガズーム機能を有するアジレント・テクノロジーズのInfiniiumオシロスコープの簡略化したブロック図である。メガズーム機能は、Ａ／Ｄ変換器２３１、２３２、２３３、２３４と深い取込みメモリ・ユニット２５０との間に挿入されたカスタム特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）２３５を用いている。このＡＳＩＣ２３５は、フロント・パネル（図示せず）と通信を行い、所定掃引速度用にサンプリング速度を最適化し、特定のフロント・パネル制御設定に必要な波形データのみをＣＰＵ２７０に送る。この動作は、上述のボトルネックを大幅に低減し、より意味のある信号を表示する。
【００１８】
図３は、X-Stream（商標）機能を有する上述のレクロイ社製WaveMaster（商標）に使用されているのと類似のアーキテクチャの非常に簡略化したブロック図である。このアーキテクチャは、取込みシステムから処理及び表示システムにデータを迅速に伝送するという点に関して、図１のアーキテクチャを大幅に改善している。これらオシロスコープは、ＦＰＧＡ（書き替え可能ゲート・アレイ）でもよいシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）デジタル回路３５５と、高速ストリーミング・バス（ＰＣＩバス）３９０とを具えており、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３３１、３３２、３３３、３３４からのデータを、深い取込みメモリ３５０を介して、メモリ・キャッシュ（ＣＰＵキャッシュ）３７０に伝送して、ソフトウェア・ルーチンにより情報を抽出する。
【００１９】
図４は、深いメモリの従来のオシロスコープにおける取込み装置のアーキテクチャをより詳細に示したブロック図である。この図４において、バッファ増幅器４０１、４０２、４０３、４０４は、オシロスコープの各チャネルに関連している。これらバッファ増幅器４０１、４０２、４０３、４０４の各々は、その入力端のアナログ信号を増幅し、緩衝した信号をトラック・ホールド・ユニット４１０及びトリガＡＳＩＣ（トリガ回路）４２０に供給する。トラック・ホールド・ユニット４１０は、基本的には、異なるインターリーブ構成に応じてＡ／Ｄ変換器に信号を供給するのに用いるアナログ・スイッチである。また、トラック・ホールド・ユニット４１０は、入力信号を安定させて、その入力信号をＡ／Ｄ変換器４３１、４３２、４３３、４３４に供給する。
【００２０】
デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）４４１、４４２、４４３、４４４は、それ自体がＡＳＩＣであり、Ａ／Ｄ変換器４３１、４３２、４３３、４３４から、入力信号のデジタル化されたサンプルを受けると共に、トリガＡＳＩＣ４２０からのトリガ信号も受ける。周知の如く、Ａ／Ｄ変換器は、メモリが蓄積できるよりも速い速度でデータ・サンプルを発生する。この問題を解決するために、ＤＥＭＵＸを用いて、メモリへの書き込み動作における速度を下げる。このためには、Ａ／Ｄ変換器からの一連の高速データ・サンプルを一時的に溜め、単一のメモリ書き込み動作にて、例えば、１６〜３２個のサンプルをメモリに同時に蓄積する。この方法により、新たに取り込んだデータ・サンプルの次のグループが現れる前に、その前のデータをメモリに蓄積するのに充分な時間がとれる。トリガ信号が存在しないと、ＤＥＭＵＸのＡＳＩＣは、データをメモリに連続的に書き込む。トリガ信号を受けると、ＤＥＭＵＸのＡＳＩＣは、ポスト・トリガ・データ（トリガ時点以降のデータ）の所定量を蓄積するのに必要な時間だけ、データをメモリに書込み続ける。その時点で、信号を受けるまでデータ蓄積が停止し、取込みメモリがオシロスコープの処理システムにロードされていないことを示す。よって、ＤＥＭＵＸ４４１、４４２、４４３、４４４は、深い取込みメモリ４５１、４５２、４５３、４５４へのデータの流れを制御する。
【００２１】
残念なことに、図１〜図４に示したアーキテクチャでは、ユーザが長いデータ記録を繰り返し「ループ・スルー」できないが、異なる条件でトリガをかけて、その結果を強烈でアクティブな表示にて観察できる。ユーザは、被試験信号に異常が存在し、この異常により問題を引き起こしていることを充分に理解できよう。しかし、ユーザは、何が異常かを知らないかもしれない。この異常がラントの形式か、パルス幅問題か、パルスの欠落かを知らなければ、トリガを設定できない。よって、異なる現象でトリガをかけて、予期せぬ形式の異常を検出することが重要である。この場合、トリガ条件を、長いデータ記録にわたって１つの連続的なループとして、トリガ条件を変化させる。
【００２２】
かかるオシロスコープのアーキテクチャを本発明に関連して図５に示す。次に、本発明を図５、６、７及び８を参照して説明する。図４及び図５は、深い取込みメモリ５５１、５５２、５５３、５５４とのプロセッサ（処理）ユニット（ＰＲＯＣ）（処理回路）５６１、５６２、５６３、５６４の接近した物理的及び論理的な関係を除いて、図４及び図５は同じなので、上述した要素について再度説明しない。
【００２３】
図５の装置において、チャネル１〜４からの信号は、バッファ増幅器５０１〜５０４を介して、トラック・ホールド・ユニット５１０及びトリガＡＳＩＣ（トリガ回路）５２０に供給される。トラック・ホールド・ユニット５１０の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器５３１〜５３４を介してデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）ユニット５４１〜５４４に供給される。これらデマルチプレクサには、トリガＡＳＩＣ５２０の出力信号も供給される。任意の又は総てのチャネル（例えば、ＣＨ１〜ＣＨ４）を用いて、被測定信号のサンプルを供給する。この点に関して、取り込みメモリ５５１、５５２、５５３、５５４の総ては、鎖状に連結されて、単一の長い記録長のメモリを形成してもよいし、アクティブなチャネルに割り当てられてもよい。プロセッサ・ユニット（ＰＲＯＣ）５６１、５６２、５６３、５６４は、マイクロプロセッサでもよいが、好ましくは、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）である。その理由は、ＦＰＧＡは、マイクロプロセッサよりも１００倍以上（例えば、インテルのPentium（登録商標）IVよりも１００倍まで）も高速にデータを処理できるためである。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、後述の如く、ポスト取込み動作モードにて蓄積されたデジタル・サンプルを試験し、蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生し、所定イベントに関するデータを含んだメモリ記憶位置の範囲を指示するメモリ・アドレス信号を発生する。深い取り込みメモリ５５１、５５２、５５３、５５４は、データ経路「データ１」、「データ２」、「データ３」、「データ４」を有しており、これらデータ経路は、システム・プロセッサ５７０へのバス、即ち、通常の波形データ処理経路に結合している。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、「タイム・スタンプ」と付されたデータ出力経路も有し、バスに結合されて、処理及び表示すべきデータのフレームを定義するタイム・スタンプを提供する点に留意されたい。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、少なくとも１個のトリガ形式信号「イベント検出」も発生する。この「イベント検出」は、実際には、システム・プロセッサ５７０に結合された多数のイベント検出信号線でもよい。各トリガ出力は、ラッチされて、後で読出して、どのトリガ・イベントにより、ポスト（後）取り込みデータ・フレームを処理すべきかを判断する。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４は、総ての取り込みメモリを制御する単一のプロセッサでもよいし、各プロセッサが取り込みメモリの各部分（図５に示す）に関連した複数のプロセッサでもよい。全チャネルの処理ユニットの図示した構成により、予め定義したイベントで平行な同時トリガの両方を容易に達成できる。プロセッサ・ユニット５６１、５６２、５６３、５６４間の通信線は、図を簡単にするために、図示していない。
【００２４】
図６は、本発明の実施例を示し、システム・プロセッサは、特定の所定イベントの発生に対して取り込みメモリのポスト取り込み試験の機能を実行するようにプログラムされている。図６の実施例において、図５と実施例と類似の素子は、下２桁の参照符号を同じにして、それらの詳細説明を省略する。また、個別のプロセッサ・ユニットは使用されていない。深い取り込みメモリ６５１、６５２、６５３、６５４とシステム・プロセッサ（処理回路）６７０との密接な論理的関係を除いて、図５及び図６は同じであるので、既に説明した要素については、再度の説明を省略する。
【００２５】
システム・プロセッサ６７０は、インテルPentium（登録商標）IVマイクロコンピュータの如きマイクロコンピュータでもよい。深い取り込みメモリ６５１、６５２、６５３、６５４は、データ経路「データ１」、「データ２」、「データ３」、「データ４」を有し、これらデータ経路は、システム・プロセッサ６７０に続くバス、即ち、通常の波形データ処理経路に結合されている。システム・プロセッサ６７０は、イベント検索自体を実行しているので、図５の実施例で行った如く、「イベント検出」信号を発生する必要がない。図６に示した構成では、システム・プロセッサ６７１は、総てのチャネルにて取り込んだポスト取り込みデータを試験し、検出した予め定義したイベントの総てをオシロスコープの表示スクリーン上に同時に表示できる。
【００２６】
図７は、本発明に用いるのに適する制御器を有するオシロスコープ用のフロント・パネル７００を示している。これらオシロスコープ制御器は、機能グループ７１０、７２０、７３０、７４０、７５０に配置されている。機能グループ７４０及び７５０は、一緒に機能グループ７６０になっている。フロント・パネル７００は、カーソル「CURSORS」及び自動設定「AUTOSET」の如き標準制御ボタンと、その他の制御ボタンを含んでいるが、これらの詳細は説明を省略する。機能グループ７１０は、垂直（VERTICAL）に関連して、メニュー（NENU）選択の制御、チャネル（CH1,CH2,CH3,CH4）選択の制御、表示された信号波形のスケール（SCALE）及び位置（POSITION）の調整の制御を含んでいる。機能グループ７２０は、主要タイムベース（TIMEBASE PRIMARY）に関連し、遅延（DELAY）、分解能（RES）、記録長（RECORD LENGTH）、サンプル速度（SAMPLE RATE）の如く、取り込む信号のタイムベースの状況を制御する。機能グループ７３０は、表示（DISPLAY）を制御し、垂直位置（VERT POS）、水平位置（HOR POS）、垂直スケール（VERT SCALE）、水平スケール（HOR SCALE）用の制御を含んでいる。
【００２７】
機能グループ７６０は、機能グループ７４０及び７５０と、被試験信号の波形サンプルを取り込むのにオシロスコープをどの様に制御するかという１組の制御とを含んでいる。特に、オシロスコープの表示スクリーン上に取込みメニューを表示するためのボタンが（ACQUIRE MENU）設けられている。「MODE」と記された第２ボタンは、通常モード（REGULAR）、二重モード（DUAL）、高速取込みモード（FastAcq）から選択を行う。これら説明文の各々に隣接して配置された指示器は、照明されて、どのモードが選択されたかを示す。照明された指示器は、図７では、斜線のパターンとして示す。ユーザが２次トリガ・イベント用のポスト取込み検索（Post Acquisition Event Search）で長い記録長でデータを取り込もうとするとき、二重モード（DUAL）が選択される。このモードにおいて、主データ取込み記録長は最長に設定され、機能グループ７２０の記録長制御により、ポスト取込み記録長（フレーム・サイズ）が設定される。機能グループ７４０は、ポスト取込みイベント検索（Post Acquisition Event Search）を制御し、トリガ・イベント条件のリストを含むメニューを表示するメニュー・ボタン（MENU）を有する。長い記録長のデータの再生は、ＶＴＲの制御と機能及び形式が類似の押しボタン制御器により制御される点に留意されたい。機能グループ７４０において、指示器が照明されて、ポスト取込みイベント検索（Post Acquistion Event Search）がアクティブであり、長い記録長のデータが前方向に再生されていることを示す。機能グループ７４０は、長い記録長の小休止中の波形をあるイベントから次のイベントに手動でスクロールするためのスクロール摘み（SCROLL）も有する。機能グループ７５０は、標準トリガ制御及び指示器も含んでいる。
【００２８】
図８は、多チャネル・オシロスコープ用の主（１次）取込み及びポスト取込みトリガ・イベント検索ルーチンを説明する簡略化した流れ図である。このルーチンは、ステップ８００で開始し、ステップ８１０に進む。このステップ８１０では、オシロスコープが１次トリガ用の標準条件を用いて長い記録長の主（１次）取込みを行う。長い記録長での取込みの後、ルーチンはステップ８２０に進む。このステップでは、図５のプロセッサ・ユニット（好ましくは高速ＦＰＧＡ）５６１、５６２、５６３、５６４（又はシステム・プロセッサ６７１）は、ポスト取込みイベント検索にて、各アクティブ・チャネルにおける比較的長い記録長で蓄積されたデータから異常イベントを検索する。ステップ８３０にて、チェックを行い、関心イベントが見つけたか否かを判断する。見つからない場合、このルーチンは、取り込んだ比較的長い記録長のデータ内で異常イベントを探し続ける。また、見つかった場合、ルーチンは、ステップ８４０に進み、そのイベントを囲むデータのフレームをオシロスコープの波形処理部分に送り、「イベント検出」信号を発生する。ステップ８５０にて、ポスト処理異常イベント・データのフレームを処理して、結果の波形を表示する。ステップ８６０にて、長い記録長のデータの終わりに達したか否かを判断する。ステップ８６０にて、終了していない場合（ノーの場合）、このルーチンは、ステップ８２０に戻り、比較的長い記録長のデータ内にて、異常イベントを継続的に見つける。ステップ８６０にて、終了している場合（イエスの場合）、ルーチンはステップ８７０に進み、ワン・ショット取込みモード又はフリー・ラン・モードにオシロスコープがあるか否かを判断する。ワン・ショット取込みモードにて、新たなデータが取り込まれないと、「イエス」経路はステップ８２０に進み、予め取り込んだ長い記録長のデータ内にて検索が再び開始する。フリー・ラン・モード（しばしば、オートラン・モードと呼ばれる）にて、新たに長い記録長の取込みが実行されると、ルーチンは、ステップ８１０に進み、ポスト取込みイベント（異常）を検索する前に、新たな記録用のデータを取り込む。
【００２９】
ステップ８２０に戻る目的は、ポスト取込み検索イベントが見つからなかったときに、予め取り込んだ長い記録長のデータにて検索を継続するためである。このように行うことにより、ルーチンは、強烈な応答表示を行う。これは、ユーザが検索条件を変更して、その変化を表示で直ちに見ることができるためである。この場合、ユーザは、ポスト取込み検索イベントをラント信号イベント（即ち、その元の状態に戻る前に、スイッチングしきい値に達しない振幅のパルスの検出）として設定できる。検索期間中、ユーザの気が変わり、パルス幅の許容限界を外れたパルスの検索を望むかもしれない。検索条件の調整と同時に、表示された波形は、イベントの新たな選択の結果を反映する。すなわち、長い記録長の取込みの走査の途中で、イベントの形式を変更できる。
【００３０】
図９は、本発明により提案されたスクリーン表示の例を示す図である。デジタル・オシロスコープの表示スクリーン９００は、８つの波形９０１、９０２、９０３、９０４、９０５、９０６、９０７、９０８を表示している。波形９０１、９０２、９０３、９０４は、チャネル１を介して受信した波形の表示であり、波形９０５、９０６、９０７、９０８は、チャネル２を介して受信した波形の表示である。各チャネルに対して４つの波形が示されているが、任意の数の波形を用いてもよいことが当業者には理解できよう。同様に、チャネル１及び２のみがアクティブであるように示しているが、任意の又は総てのチャネルをアクティブにし、これら波形を同時にスクリーン上に表示してもよい。さらに、スクリーン表示は、各アクティブ・チャネルからの選択された波形を含んでもよい。
【００３１】
図９の各波形は、本発明による装置により検出され、タイム・スタンプされた（時間情報が付された）異常を示している。記録バー９１１は、記録の長さに対する指示を与え、記録バー９１１内のポインタ９２１ａ、９２１ｂ、９２１ｃ、９２１ｄ、９２２ａ、９２２ｂ、９２３ａ、９２４ａは、比較的長いデータ記録内の異常（即ち、イベント）のおおよその位置を表す。
【００３２】
上述の如く、通常のトリガ・メニューに応じて設定された条件を用いて、比較的長い記録長のデータを取り込む。再び、図９を参照する。イベント・ソース（EVENT SOURCE）メニュー９３０により、異常を検索するためのソース波形を選択できる。押しボタン９３５を継続的に押すことにより、このメニュー選択が順次行われる。この場合、取込み波形（Acq Wfm）選択が強調されて、取込み波形がソース波形として選択されたことを示す。他の選択は、計算波形（Math Wfm）又は基準波形（Ref Wfm）のいずれかである。取込み波形（Acq Wfm）が選択されるので、次の選択は、この場合、データ・チャネルの選択であり、チャネル１（CH1）及びチャネル２（CH2）が強調されて、この選択が指示される。比較的長いデータ記録を取り込んだ後、ポスト（後）処理動作にて、データを検索して異常を見つける。このポスト処理動作には、種々の異常の検出や、メモリの各位置でのタイム・スタンプが含まれる。
【００３３】
関連した押しボタン９６１、９６２、９６３、９６４を繰り返し押すことにより、４つの波形Ｃ１Ｗ１、Ｃ１Ｗ２、Ｃ１Ｗ３、Ｃ１Ｗ４の各々が制御されて、イベント・メニュー９５１、９５２、９５３、９５４の各々から選択された異常（即ち、イベント）を表示する。この場合、Ｃ１Ｗ１は、ラント（Runt）信号の例を表示し、Ｃ１Ｗ２は、パルス幅（Pulsewidth）違反の例を表示し、Ｃ１Ｗ３は、アンダーシュート（Undershoot）状態の例を表示し、Ｃ１Ｗ４は、立ち下がり時間（Fall time）違反の例を表示する。プロセッサ５６１、５６２、５６３、５６４又はシステム・プロセッサ６７０は、予め選択された異常（即ち、ポスト取り込み検索イベント）の検索に応答して、取り込みメモリ内に蓄積された長い記録長から短い記録長の波形９０１、９０２、９０３、９０４を抽出する。
【００３４】
同様に、チャネル２波形（例えば、タッチ・スクリーンを用いて）を選択し、関連した押しボタン９６１、９６２、９６３、９６４を繰り返し押すことにより、４つの波形Ｃ２Ｗ１、Ｃ２Ｗ２、Ｃ２Ｗ３、Ｃ２Ｗ４の各々が制御されて、イベント・メニュー９５１、９５２、９５３、９５４の各々から選択された異常（即ち、イベント）を表示する。この場合、説明を簡単にするために、Ｃ２波形用に選択された異常は、Ｃ１波形用に選択された異常と同じである。すなわち、Ｃ２Ｗ１は、ラント（Runt）信号の例を表示し、Ｃ２Ｗ２は、パルス幅（Pulsewidth）違反の例を表示し、Ｃ２Ｗ３は、アンダーシュート（Undershoot）状態の例を表示し、Ｃ２Ｗ４は、立ち下がり時間（Fall time）違反の例を表示する。チャネル２波形が選択されると、記録ポインタが自動的に変化して、チャネル２の比較的長いデータ記録長内の異常の位置を示す。総てのアクティブ・チャネルの各記録のメモリの深さが同一であるとする。
【００３５】
プロセッサ５６１、５６２、５６３、５６４又はシステム・プロセッサ６７０は、予め選択された異常（即ち、ポスト取り込み検索イベント）の検索に応答して、チャネル１取り込みメモリ内に蓄積された比較的長いデータ記録から短い記録長の波形９０１、９０２、９０３、９０４を抽出し、チャネル２取り込みメモリ内に蓄積された比較的長いデータ記録から短い記録長の波形９０５、９０６、９０７、９０８を抽出する。
【００３６】
波形９０１の左側に表示された説明文は、ソースＣ１（チャネル１）と、選択された異常の種類Ｗ１と、長い記録のデータにおけるその種類のイベントが生じた回数Ｅ１とである。すなわち、波形９０１は、長い記録のデータにおけるラント・トリガの第１回の発生９２１ａである。同様に、波形９０２、９０３、９０４は、長い記録のデータにおける異常９２２ａ、９２３ａ、９２４ａの各々の最初の発生を表示するが、ポインタ９２１ｂは、長い記録のデータにおけるラント（Runt）信号の第２の発生を示す。以下同様である。
【００３７】
波形を選択すること（例えば、接触検知スクリーン上で波形に物理的に接触することによる選択）は、スクロール（SCROLL）摘み９７５をその波形に論理的に関連させる。その後、スクロール摘み９７５を回転させることにより、長い記録のデータにて、その種類のイベントが生じれば、次のイベントの例の表示に波形がジャンプする。例えば、スクロール摘み９７５を回転させることにより、ポインタ９２１ｂに関連したラント信号が表示され、Ｃ１Ｗ１Ｅ２（その種類の第２イベント）とラベルが付けられる。第２イベントの選択により、ポインタ９２１ｂが強調され、ポインタ９２１ａは、最早強調されない。スクロール摘み９７５は、図７の機能グループ７４０で、SCROLLとラベルが付けられた同じ制御である。
【００３８】
波形の各々が表示され、容易に利用できるように、その異常はスクリーンの中心となる（点線の垂直線９１５で示す）。上述の如く、各イベントはデータで囲まれ、そのサンプル数は、イベント記録長（EVENT RECORD LENGTH）摘み９８５の回転により決まる。数値表示９８０は、時間１．６マイクロ秒だけ関心イベントを囲むことを示し、波形９０１、９０２、９０３、９０４の各々は、関心イベントを囲むサンプルの数が同じことを示す。表示された波形間には、時間関係のないことに留意されたい。
【００３９】
波形９０１は、ポインタ９２１ａ、９２１ｂ、９２１ｃ、９２１ｄで指示された位置の特定の種類の異常に関連しているので、これら波形及びポインタは、同じ独特な色（例えば、赤）で表示されてもよい。同様に、波形９０２は、ポインタ９２２ａ、９２２ｂに関連しており、これらは共に第２に独特な色（例えば、黄色）で表示される。波形９０３は、ポインタ９２３ａに関連しており、これらは、第３の独特な色（例えば、緑）で表示される。波形９０４は、ポインタ９２４ａに関連しており、これらは、第４の独特な色（例えば、青）で表示される。上述の如く、スクリーン上に現在表示されている異常に関連した特定のポインタは、強調されて、長い記録のデータにおけるそのポインタの位置を示す（９２１ａ、９２２ａ、９２３ａ、９２４ａ参照）。混乱を防ぐために、追加のチャネルとは違う色を波形及びポインタの組合せに用いる。
【００４０】
図９に関連した本発明の装置の動作は、非常に有用であるが、比較的長い記録のデータ内の単一の異常の総ての発生を観察することが望まれるかもしれない。図１０のスクリーン表示は、この目的を簡単に達する方法を示す。図１０の要素の大部分は、図９の類似の参照符号で示す要素と同じであり、これらの説明を省略する。選択したメニュー１０５１、１０５２、１０５３、１０５４を用いても、波形Ｃ１Ｗ１、Ｃ１Ｗ２、Ｃ１Ｗ３、Ｃ１Ｗ４、Ｃ２Ｗ１、Ｃ２Ｗ２、Ｃ２Ｗ３、Ｃ２Ｗ４の総てが同じ種類のイベントであるラント信号を表示するようにプログラムする。チャネル１の比較的長い記録のデータ内のラント信号の関連部分を示す１０２１ａ、１０２１ｂ、１０２１ｃ、１０２１ｄ、１０２１ｅを除いて、記録バー１０１１の総てのポインタを取り去る。これは、チャネル１信号（Ｃ１Ｗ１Ｅ１）を選択されたとして強調するためである。波形Ｗ２には、Ｃ１Ｗ２Ｅ２のラベルが付され、見つかった第２ラント・トリガを表示していることを示す。波形Ｗ３は、Ｃ１Ｗ３Ｅ３のラベルが付され、見つかった第３ラント・トリガを表示していることを示す。しかし、波形Ｗ４は、Ｃ１Ｗ４Ｅ５のラベルが付され、スクロール（SCROLL）摘み１０７５により調整されて、見つかった第５ラント・トリガが表示されていることを示す。この点に関し、ポインタ１０２１ａ、１０２１ｂ、１０２１ｃ、１０２１ｅが強調されているが、１０２１ｄが強調されていない点に留意されたい。チャネル２の波形も同様に番号が付されて、どのイベントが表示されているかを示す。
【００４１】
ポスト取込み検索イベント（異常）のいくつかの例は、次のようになる。
ジッタ（幅、立ち上がり、エッジなど）
エッジ：高
パルス幅：低
パルス振幅：最小
立ち上がり時間：最大
立ち下がり時間：最大
テレコム・シリアル・パターン：ＲＭＳ
テレコム・パケット認知：オーバーシュート＋−
波形（フィルタに一致）：ヒストグラム、stdev、平均、ピーク・ピーク
ラント：アイ・ダイアログ及びマスク・トリガ
波形比較：マスク限界
ピーク・ピーク：周波数
周期
【００４２】
このリストは、可能性のあるトリガ・イベントの総てを含んではおらず、本発明の要旨は、これらトリガ・イベントを含むものであるが、これらに限定されるものではないことが当業者には明らかであろう。
【００４３】
用語「二重モード（DUAL MODE）」を用いて、本発明の動作のモードを説明した。この用語は、本発明の実施にとって重要ではなく、この用語に限定するものでもない。
【００４４】
関心のあるデータをオシロスコープの主処理部分に伝送するのみで、「ボトルネック」の問題を解決する長い記録長のＤＳＯ用の新規な取込み装置について上述した。また、本発明の装置は、メモリに長い記録のデータを維持して、データのタイム・スタンプを保存して、ポスト処理ジッタ解析ができるようにしている。
【００４５】
本明細書では、用語「イベント」及び「異常」を交換可能に用いて、長い記録のデータにおける関心点を示した。
【００４６】
４個の処理（プロセッサ）ユニット５６１、５６２、５６３、５６４を示し、上述したが、単一の処理ユニットを用いた他の構成を用いてもよく、これも本発明に要旨に含まれる。各チャネルで処理ユニットを利用することにより、各チャネルにて異なる条件で同時にトリガ可能なので、各トリガに関連した波形を同時に表示できる。
【００４７】
１種類以上の異常イベントを認識するように、所定の処理ユニットをプログラムしてもよいことが当業者には理解できよう。
【００４８】
４個の処理ユニット５６１、５６２、５６３、５６４にＦＰＧＡが好適であるとして説明したが、この機能をマイクロコンピュータにより実現することが可能であるが、この場合、ＦＰＧＡの速度の利点を実現できないことが当業者には理解できよう。よって、マイクロコンピュータ、ＡＳＩＣ、又は他のプロセッサ・ユニットを用いることは、本発明の要旨内である。
【００４９】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、４チャネルの比較的長いデータを記録するデジタル・オシロスコープで、所定の異常を簡単に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術としての深いメモリのデジタル・ストレージ・オシロスコープのアーキテクチャを示す簡略化されたブロック図である。
【図２】従来技術としてのメガズームの深いメモリのデジタル・ストレージ・オシロスコープのアーキテクチャを示す簡略化されたブロック図である。
【図３】従来技術としてのデジタル・ストレージ・オシロスコープに用いられるＦＰＧＡを具えた取込みアーキテクチャを示す簡略化されたブロック図である。
【図４】従来技術である図１の取込みアーキテクチャの詳細なブロック図である。
【図５】本発明の第１実施例によるデジタル・ストレージ・オシロスコープに用いるプロセッサ及び取込みメモリの第１構成を用いた取込みアーキテクチャのブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例によるデジタル・ストレージ・オシロスコープに用いるシステム・プロセッサ及び取込みメモリの第２構成を用いた取込みアーキテクチャのブロック図である
【図７】本発明に用いるのに適するデジタル・ストレージ・オシロスコープのフロント・パネル構成を示す図である。
【図８】本発明による主取込み及びポスト取込みトリガ・イベント検索ルーチンを示す簡略化した流れ図である。
【図９】本発明の第１概念によるスクリーン表示を示す図である。
【図１０】本発明の第２概念によるスクリーン表示を示す図である。
【符号の説明】
１３１〜１３４ Ａ／Ｄ変換器
１５０ 取込みメモリ
１７０ ＣＰＵ（プロセッサ）
１８０ 表示スクリーン
２３１〜２３４ Ａ／Ｄ変換器
２３５ ＡＳＩＣ
２５０ 取込みメモリ
２７０ ＣＰＵ
２８０ 表示スクリーン
３３１〜３３４ Ａ／Ｄ変換器
３５０ 取込みメモリ
３５５ ＳｉＧｅデジタル回路
３７０ メモリ・キャッシュ（ＣＰＵキャッシュ）
３８０ 表示スクリーン
３９０ 高速ストリーミング・バス（ＰＣＩバス）
４０１〜４０４ バッファ増幅器
４１０ トラック・ホールド・ユニット
４２０ トリガＡＳＩＣ
４３１〜４３４ Ａ／Ｄ変換器
４４１〜４４４ デマルチプレクサ
４５１〜４５４ 取込みメモリ
５０１〜５０４ バッファ増幅器
５１０ トラック・ホールド・ユニット
５２０ トリガＡＳＩＣ
５３１〜５３４ Ａ／Ｄ変換器
５４１〜５４４ デマルチプレクサ・ユニット
５５１〜５５４ 取込みメモリ
５６１〜５６４ プロセッサ・ユニット（処理回路）
５７０ システム・プロセッサ
６０１〜６０４ バッファ増幅器
６１０ トラック・ホールド・ユニット
６２０ トリガＡＳＩＣ
６３１〜６３４ Ａ／Ｄ変換器
６４１〜６４４ デマルチプレクサ・ユニット
６５１〜６５４ 取込みメモリ
６７０ システム・プロセッサ（処理回路）
Claims (2)
- デジタル・オシロスコープ用の多チャネルで長い記録長の取込み装置であって、
被試験信号を受ける複数の入力端子と、
該入力端子に結合され上記被試験信号を受ける入力端を有し、上記被試験信号のデジタル・サンプルを出力端に発生するアナログ・デジタル変換器と、
上記入力端子に結合され上記被試験信号を受ける入力端を有し、上記被試験信号の１つ内の所定のトリガ・イベントの検出に応答してトリガ信号を出力端に発生するトリガ回路と、
上記トリガ信号に応じて、長い記録長を形成する複数の長い記録長のデータとして上記被試験信号の上記デジタル・サンプルを蓄積する取込みメモリと、
ポスト取込み動作モードにて上記蓄積された長い記録長のデータからデジタル・サンプルを試験し、上記蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生し、上記蓄積されたデジタル・サンプルの所定量を処理及び表示用に上記取込みメモリから読み出す処理回路とを具え、
上記蓄積されたデジタル・サンプルの上記所定量は、上記長い記録長のデータの量よりも少なく、上記所定イベントのデジタル・サンプルを含み、
上記処理回路は、ワン・ショット取込みモード及びオートラン・モードの選択された一方で動作し、
上記ワン・ショット取込みモードにて、上記処理回路は、上記蓄積された長い記録長のデータの終わりに達するまで上記蓄積された長い記録長のデータを繰り返し試験し、
上記オートラン・モードにて、上記蓄積された長い記録長のデータの試験が完了すると、上記処理回路は、上記被試験信号から新たなデジタル・サンプルを上記長い記録長のデータとして上記トリガ信号に応じて上記取込みメモリに蓄積して、新たな上記長い記録長のデータを試験することを特徴とするデジタル・オシロスコープ用取込み装置。 - 長い記録長のデジタル・オシロスコープであって、
被試験信号を受ける複数の入力端子と、
該入力端子に結合されて上記被試験信号を受ける入力端を有し、上記被試験信号のデジタル・サンプルを出力端に発生するアナログ・デジタル変換器と、
上記入力端子に結合されて上記被試験信号を受ける入力端を有し、上記被試験信号の１つ内の所定トリガ・イベントの検出に応答してトリガ信号を出力端に発生するトリガ回路と、
長い記録長を形成する複数の長い記録長のデータとして上記被試験信号の上記デジタル・サンプルを蓄積する取込みメモリと、
上記アナログ・デジタル変換器及び上記取込みメモリの間に結合され、上記デジタル・サンプルを受けると共に、上記トリガ回路から受けた上記トリガ信号に応答して、上記取込みメモリへの上記サンプルの流れを制御するデマルチプレクサ・ユニットと、
ポスト取込み動作モードにて上記蓄積された長い記録長のデータからデジタル・サンプルを試験し、上記蓄積されたデジタル・サンプルにおける所定イベントの検出に応答してイベント検出信号を発生する処理回路と、
上記イベント検出信号に応答して、上記蓄積されたデジタル・サンプルの所定量を処理及び表示用に上記取込みメモリから読み出すシステム・プロセッサとを具え、
上記蓄積されたデジタル・サンプルの上記所定量は、上記長い記録長のデータの量よりも少なく、上記所定イベントのデジタル・サンプルを含み、
上記システム・プロセッサは、ワン・ショット取込みモード及びオートラン・モードの選択された一方で動作し、
上記ワン・ショット取込みモードにて、上記システム・プロセッサは、上記蓄積された長い記録長のデータの終わりに達するまで上記蓄積された長い記録長のデータを繰り返し試験し、
上記オートラン・モードにて、上記蓄積された長い記録長のデータの試験が完了すると、上記システム・プロセッサは、上記被試験信号から新たなデジタル・サンプルを上記長い記録長のデータとして上記トリガ信号に応じて上記取込みメモリに蓄積して、新たな上記長い記録長のデータを試験することを特徴とするデジタル・オシロスコープ。
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