JP5354450B2 - 波形測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、波形測定装置に関し、詳しくは、シリアルバスにおける波形解析に関するものである。

シリアル通信は、デジタルデータを１ビットずつ連続的に送信する通信方法であり、ＲＳ２３２Ｃ，ＵＳＢ，ＣＡＮ，ＬＩＮ，ＦｌｅｘＲａｙなど、各種の通信規約（プロトコル）に基づくシリアルバスが実用化されている。このようなシリアル通信においては、サージ電圧によるノイズや接続後の過負荷によるレベル変動などでトラブルが発生することがある。これらのトラブル解析にあたっては、物理層（シリアルバス通信路）の解析が必要となる。

そこで、シリアルバスを介して伝送されるデータの波形をアナログ波形として表示しながらデータの解析を行う装置として、たとえば図１１に示すような波形測定装置が提案されている。図１１において、入力信号Ｄｉｎはトリガ回路１でトリガ条件に合致するデータが分別されてＡ／Ｄ変換器２に入力され、量子化される。Ａ／Ｄ変換器２で量子化された出力データは、データメモリ３に格納される。

データメモリ３に格納されたデータは、表示装置４に表示されるとともに、必要に応じて外部メモリ５に転送格納される。外部メモリ５は、バックアップデータの保存先としても使用される。サーチ回路６は、データメモリ３に格納されているデータを測定目的に応じて設定される検索条件に基づいて検索抽出し、検索結果を表示装置４に表示する。ＣＰＵ７は、このように構成される波形測定装置各部の動作を統括的に制御する。

特許文献１には、シリアル通信データの波形測定方法及び装置の構成が記載されている。

特開２００７−２０５７５１号公報

ところで、このようなシリアルバスを介して伝送されるデータの解析を行う波形測定装置は、シリアルバスに特化したトリガ/サーチ/アナリシスなどのシリアル解析機能を備えている。そして、これらシリアル解析機能間で共通に存在するビットレート、スレッショルドレベルなどの項目についてはリンケージされており、ある機能で設定すれば他の機能で再設定する必要を無くしている。たとえば、トリガ機能でビットレートを設定すると、サーチ、アナリシス機能のビットレートにも反映される。

このようなリンケージ設定について、一般的にはほとんどがリンケージして使用すると考えられるが、例外的に機能毎に独立して設定したい場合も考えられるので、「リンケージする/しない」は選択可能になっている。

しかし、従来の装置では、各シリアル解析機能間で共通に存在するビットレート、スレッショルドレベルなどの項目についてはリンケージされているものの、その他の複雑なトリガやサーチの設定に関しては考慮されていないことから、その都度複雑な設定を行わなければならないという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、各シリアル解析機能間における設定を効率よく行える波形測定装置を実現することにある。

このような問題を解決するため、請求項１記載の発明は、
シリアルバスを介して伝送されるデータの波形をアナログ波形として表示しながらデータに対するトリガ/サーチ/アナリシスを含むシリアル解析機能を実行するように構成された波形測定装置において、
前記アナリシス機能で解析されたフレーム情報に基づき、前記サーチ機能およびトリガ機能の少なくともいずれかを自動的に実行するシリアル解析実行手段、
を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の波形測定装置において、
前記シリアル解析におけるサーチ結果をトリガ条件に結びつけることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の波形測定装置において、
前記シリアル解析におけるパラメータ測定結果をトリガ条件に結びつけることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の波形測定装置において、
前記シリアル解析実行手段は、
検索されたエラーフレームの直前のフレームを選択するエラー直前フレーム選択部と、
このエラー直前フレーム選択部で選択されたエラー直前のフレームの各パラメータの値をリスト化して格納するリスト格納部と、
このリスト格納部に格納された各パラメータの値をトリガ条件として自動的に設定するトリガ条件自動設定部、
を含むことを特徴とする。

これらの波形測定装置によれば、各シリアル解析機能間における設定を効率よく行うことができる。

以下、本発明について図面を参照して説明する。図１はＣＡＮ(Can Area Network)プロトコルのデータフレームフォーマット例図である。図１において、ＳＯＦ(Start Of Frame)はフレームの先頭を示すビットである。アービトレーションフィールドは１１ビットのＩＤ(Identifier)で構成され、ＩＤの後に１ビットのＲＴＲ（Remote Transmission Request Bit）が入っている。コントロールフィールドは、ＩＤＥビットとＲＢＯビットとＤＬＣビットから構成されている。データフィールドは、８Ｎ（０≦Ｎ≦８）ビットで構成されている。ＣＲＣフィールドは、１５ビットのＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)コードと１ビットのＣＲＣ境界で構成されている。ＡＣＫフィールドは、１ビットのＡＣＫと１ビットのＡＣＫ境界で構成されている。ＥＯＦ(End Of Frame)はフレームの終端を示すものであり、７ビットで構成されている。

このようなフレーム構成において、注目したいフィールド(たとえばＳＯＦやアービトレーションフィールドやＩＤなど)をトリガ対象として選択することにより、それぞれにあらかじめ設定されているトリガ条件ポイントでトリガがかかる。なお、データフィールドには、回転数や速度など、用途によって意味を有する情報が入っている。

図２は、本発明に基づく波形測定装置の主要部の構成例を示すブロック図であり、図１１のＣＰＵ７における機能ブロックを示している。図２において、エラー直前フレーム選択部７１は、サーチ回路６で検索されたエラーフレームの直前のフレームを選択する。

リスト格納部７２は、エラー直前フレーム選択部７１で選択されたエラー直前のフレームの各パラメータの値をリスト化して格納する。

トリガ条件自動設定部７３は、エラー直前フレーム選択部７１で選択され、リスト格納部７２に格納されたエラー直前のフレームの各パラメータの値を、トリガ条件として自動的に設定する。

フレーム数判定部７４は、トリガ条件自動設定部７３で設定されたトリガ条件に基づき取り込まれたフレームについて、フレームの数を判定する。

エラーフレーム検出部７５は、トリガ条件自動設定部７３で設定されたトリガ条件に基づき取り込まれたフレームについて、エラーフレームか否かを検出する。

シンボリックデータベース７６には、ＩＤ、ＦｒａｍｅＴｙｐｅ、ＤＬＣ、Ｄａｔａ比較条件、ＢｙｔｅＯｒｄｅｒ、Ｓｉｇｎ、ＭＳＢ/ＬＳＢなどの各種パラメータが格納されている。

フレームＩＤ比較部７７は、トリガ条件自動設定部７３で設定されたトリガ条件に基づき取り込まれたフレームがエラーフレームでない場合、フレームＩＤとシンボリックデータベースが一致するか否かを比較する。

モード設定部７８は、フレームＩＤ比較部７７の比較結果に応じて、それぞれに対応したモードに設定する。

パラメータ設定部７９は、設定されたモードに応じて、シンボリックデータベース７６またはリスト格納部７２に格納されている各パラメータの値を設定する。

具体例の動作を説明する。たとえば、車両に実装されているＣＡＮバス上で、原因不明の問題が起きていたとする。トリガをかけようにもトリガ条件すら判らないといった状況のもとでは、まずＣＡＮバスの状態の概要を把握するために、図３に示すように、ＣＡＮバスに流れているデータフレームを観測する。

図３は、シリアル解析機能のアナリシス機能に基づく図１のフレームの解析画面例である。図３において、波形表示領域ＷＡの直下にはデコード結果領域ＤＡが設けられ、さらに下段にはリスト表示領域ＬＡが設けられている。リストのコンテンツとして、Ｎｏ(通し番号)、Ｆｒａｍｅ(フレームの種類[Ｄａｔａ/Ｒｅｍｏｔｅフレーム])、Ｔｉｍｅ(基準点からの時間)、ＩＤ／Ｍｓｇ(図１のＩＤフィールド)、フレーム長(図１のＤＬＣ)、Ｄａｔａ(図１のＤａｔａフィールド)、ＣＲＣ(図１のＣＲＣ)、Ａｃｋの有無(図１のＡＣＫ)が設けられている。

たとえば、図４に示すように、目視でリスト中にエラーフレームを見つけたとする。ここで、なぜエラーフレームが発生するのか原因が不明の場合、エラーフレーム周辺のフレームを観察して推測することになる。そのためには、エラーフレームが発生している箇所を洗い出さなければならないので、図５のサーチ機能メニュー画面に示すようにエラーフレームを検索条件にしてサーチをかける。

従来の構成では、手動操作で、サーチメニューに移動→モードをエラーフレームに設定→サーチ実行という操作手順を踏むが、本発明においては、リスト中のエラーが発生しているフレームを選択するだけで、自動的にサーチメニューに移動してモードがエラーフレームに設定される。

具体例として、たとえばサーチ機能で検索した結果、エラー直前のフレームのＩＤが０Ａｈのみではないかという推測をしたとする。この推測を確認するためには、ＩＤ：０Ａｈでトリガをかけて、長時間の観測を行わなければならない。

従来の構成の場合には、手動操作で、トリガメニューに移動→モードを「ＩＤ／Ｄａｔａ」に設定→ＩＤのパターンを設定→測定スタートというシーケンスを踏むことになる。

これに対し、本発明では、エラー直前フレーム選択部７１でリスト中のエラー直前のフレームを選択することにより自動的にトリガメニューに移動し、トリガの対象モードが「ＩＤ／Ｄａｔａ」に設定される。

これにより、図６のアナリシス画面と図７のトリガ機能のメニュー画面との対応関係に示すように、トリガ機能の各パラメータとして図６のアナリシス画面に表示されているエラー直前のフレームの各パラメータの値Ｐ１〜Ｐ４が図７のトリガ機能のメニュー画面の各項目欄に表示されるとともに、トリガ条件として自動的に設定される。

なお、ＯＲ条件でトリガをかけたい場合には、複数選択した場合に「ＩＤ／Ｄａｔａ ＯＲ」に自動的に設定されるようにする。

また、任意に設定を変えたい場合には、マニュアルで再設定すればよい。

図８は、本発明に基づくフレーム情報選択時における図２の処理の流れを示すフローチャートである。はじめに、フレーム数判定部７４は、トリガ条件自動設定部７３で設定されたトリガ条件に基づき取り込まれたフレームについて、複数フレームか否かを判断する（ＳＰ１）。

エラーフレーム検出部７５は、複数フレームの場合にはエラーフレームを含むか否かを判断する（ＳＰ２）。エラーフレームを含む場合にはエラー表示を行い（ＳＰ３）、終了する。また、エラーフレーム検出部７５は、複数フレームでない場合には、エラーフレームか否かを判断する（ＳＰ４）。エラーフレームの場合、モード設定部７８はモードをエラーフレームに設定し（ＳＰ５）、終了する。

エラーフレームでない場合には、フレームＩＤ比較部７７は、フレームＩＤとシンボリックＤＢ（データベース）が一致するか否かを判断する（ＳＰ６）。一致する場合には、モード設定部７８がモードをＭｓｇ／Ｓｉｇｎａｌに設定した後（ＳＰ７）、パラメータ設定部７９が各種パラメータを設定して（ＳＰ８）、終了する。

ここで、パラメータ設定部７９は、各種パラメータとして、シンボリックデータベース７６から以下のパラメータを読み出して設定する。
・ＩＤ
・ＦｒａｍｅＴｙｐｅ：Ｄａｔａ
・ＤＬＣ
・Ｄａｔａ比較条件：数値比較
・ＢｙｔｅＯｒｄｅｒ
・Ｓｉｇｎ
・ＭＳＢ/ＬＳＢ
なお、リストＬＡ上で複数フレームが選択された場合には、複数条件のＯＲとして設定する。

フレームＩＤとシンボリックＤＢ（データベース）が一致しない場合には、モード設定部７８がモードをＩＤ／Ｄａｔａに設定した後（ＳＰ９）、パラメータ設定部７９が各種パラメータを設定して（ＳＰ１０）、終了する。

ここで、パラメータ設定部７９は、各種パラメータとして、リストのフレーム情報から以下のパラメータを読み出して設定する。
・ＩＤ
・ＦｒａｍｅＴｙｐｅ
・ＤＬＣ
・Ｄａｔａ比較条件：Ｔｒｕｅ／Ｆａｌｓｅ
・ＡＣＫ
なお、リストＬＡ上で複数フレームが選択された場合には、モード設定部７８はモードをＩＤ／Ｄａｔａ ＯＲに設定し、複数条件のＯＲとして設定する。

このように、本発明によれば、サーチ機能およびトリガ機能の詳細な設定を知らなくても、アナリシス機能で解析したフレーム情報を元にして、自動的に、シームレスにシリアル解析を行うことができる。

なお、上記実施例では、サーチ結果をトリガ条件に結びつける例を説明したが、パラメータ測定結果から、トリガ条件に結びつけるようにしてもよい。たとえば矩形波上側の時間間隔を計測する「＋Ｗｉｄｔｈ」というパラメータがある。このパラメータを測定波形の周期間隔で計測し、図９に示すように、リスト表示領域ＬＡに表示する機能がアナリシス機能の一つにある(測定結果の最大値は↑、最小値は↓で表示)。

図９のリスト中のたとえば１０番目の測定結果「９．８０８ｍｓ」をパラメータＰ５として選択すると、図１０に示すように、幅トリガ/サーチのメニューの時間パラメータＰ５として、Ｔｉｍｅ領域に「９．８０８ｍｓ」が自動的に設定される。ここで、図１０の例では、モードが「Ｍｏｒｅ ｔｈａｎ」に設定されているので、９．８０８ｍｓ以上の幅でトリガ/サーチがかかることになる。

以上説明したように、本発明によれば、各シリアル解析機能間における設定を効率よく行うことができるので、シリアルバスにおける波形解析を効率よく行える波形測定装置が実現できる。

ＣＡＮプロトコルのデータフレームフォーマット例図である。 本発明に基づく波形測定装置の主要部の構成例を示すブロック図である。 アナリシス機能に基づく図１のフレームの解析画面例である。 エラーフレームが見つかった場合の画面例図である。 サーチ機能のメニュー画面例図である。 エラーフレーム検索に関連したアナリシス画面例図である。 トリガ機能のメニュー画面例図である。 本発明に基づくフレーム情報選択時における図２の処理の流れを示すフローチャートである。 アナリシス機能に基づく他の表示画面例である。 図９に関連したトリガ機能のメニュー画面例図である。 シリアル解析機能を有する従来の波形測定装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ トリガ回路
２ Ａ／Ｄ変換器
３ データメモリ
４ 表示装置
５ 外部メモリ
６ サーチ回路
７ ＣＰＵ
７１ エラー直前フレーム選択部
７２ リスト格納部
７３ トリガ条件自動設定部
７４ フレーム数判定部
７５ エラーフレーム検出部
７６ シンボリックデータベース
７７ フレームＩＤ比較部
７８ モード設定部
７９ パラメータ設定部

Claims (4)

1. シリアルバスを介して伝送されるデータの波形をアナログ波形として表示しながらデータに対するトリガ/サーチ/アナリシスを含むシリアル解析機能を実行するように構成された波形測定装置において、
   前記アナリシス機能で解析されたフレーム情報に基づき、前記サーチ機能およびトリガ機能の少なくともいずれかを自動的に実行するシリアル解析実行手段、
   を有することを特徴とする波形測定装置。
2. 前記シリアル解析におけるサーチ結果をトリガ条件に結びつけることを特徴とする請求項１記載の波形測定装置。
3. 前記シリアル解析におけるパラメータ測定結果をトリガ条件に結びつけることを特徴とする請求項１記載の波形測定装置。
4. 前記シリアル解析実行手段は、
   検索されたエラーフレームの直前のフレームを選択するエラー直前フレーム選択部と、
   このエラー直前フレーム選択部で選択されたエラー直前のフレームの各パラメータの値をリスト化して格納するリスト格納部と、
   このリスト格納部に格納された各パラメータの値をトリガ条件として自動的に設定するトリガ条件自動設定部、
   を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の波形測定装置。