JP2008161408A

JP2008161408A - マルチトリガ処理装置

Info

Publication number: JP2008161408A
Application number: JP2006353777A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yamaguchi; 雄二山口; Kenji Nagai; 賢二長井; Atsuko Suzuki; 敦子鈴木; Chikako Kada; 千加子加田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】システム構成を簡易化できると共に、外部トリガ信号の多入力化が容易となるマルチトリガ処理装置を実現する。
【解決手段】サンプリング信号に同期させた、２値情報で与えられる複数の外部トリガ信号のタイミングで入力信号をディジタル変換してデータ処理部に取り込むマルチトリガ処理装置において、
前記２値情報で与えられる複数の外部トリガ信号の論理パターンをアナログ信号に変換するＤＡ変換手段と、
前記アナログ信号をディジタル変換して前記データ処理部に渡すＡＤ変換手段と、
を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、サンプリング信号に同期させた、２値情報で与えられる複数の外部トリガ信号のタイミングで入力信号をディジタル変換してデータ処理部に取り込むマルチトリガ処理装置に関するものであり、特に脳磁計測システムにおける複数の外部トリガ信号の処理に応用することができる。

脳磁計測システムに関しては、特許文献１に技術開示がある。図２は、従来のマルチトリガ処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。装置の機能構成は、入力信号処理部１、ＡＤ変換部２、外部トリガ処理部３、データ処理部４、このデータ処理部４と通信する上位装置５よりなる。

脳磁計測システムは、極めて多数のセンサを備えるが、簡単のため、入力信号処理部１は、４個のセンサＳ１〜Ｓ４の入力信号を、可変利得増幅器Ｋ１〜Ｋ４を介して４：１のマルチプレクサ１１で切り換えてＡＤ変換部２に渡す構成例を示す。

ＡＤ変換部２において、ＡＤ変換手段２０は、入力信号処理部１から渡される入力信号を、外部トリガ処理部３からのトリガタイミング信号ＴＭに同期してディジタル変換したサンプルデータＳＤをデータ処理部４に渡す。

データ処理部４は、ＡＤ変換手段２０より取得した入力信号のサンプルデータＳＤの特定の外部トリガ信号に対する挙動を解析する。

ＡＤ変換部２において、ＡＤ変換手段２１〜２４は、１６本の外部トリガ信号を４個ずつに４グループ化してディジタル変換し、夫々の変換データデータＤ１〜Ｄ４，Ｄ５〜Ｄ８，Ｄ９〜Ｄ１２，Ｄ１３〜Ｄ１６をデータ処理部４に渡す。

外部トリガ処理部３は、簡単のため、１６本の外部トリガ信号Ｔ１〜Ｔ１６を入力する構成例を示す。ここで扱う外部トリガ信号は、脳磁計測システム等の操作で生成されるイベント情報より取得されるものであり、操作している期間はオン、操作が無い期間はオフとなる２値情報で与えられる。

これら外部トリガ信号Ｔ１〜Ｔ１６は、システム操作により不定時刻に発生するものであり、入力信号を周期的にデータ処理部２に取り込むために上位装置５から与えられるサンプリング信号ＳＰとは同期関係を持たない。

外部トリガ信号Ｔ１〜Ｔ１６は、入力保護回路Ａ１〜Ａ１６を介してパルス伸長回路Ｎ１〜Ｎ１６に入力され、上位装置５から与えられるサンプリング信号ＳＰと同期させる処理をしてトリガ選択手段３０に入力される。

トリガ選択手段３０は、上位装置５より与えられるトリガ選択信号ＴＲに基づいて、パルス伸長回路Ｎ１〜Ｎ１６より出力される外部トリガ信号の内どれをトリガタイミング信号ＴＭとして採用するかの選択並びに選択された外部トリガ信号の成立論理条件（ＡＮＤ、ＯＲ）判断を行い、ＡＤ変換手段２０へトリガタイミング信号ＴＭとして出力する。

４個のマルチプレクサ３１〜３４は、１６本の外部トリガ信号を４本ずつに４グループ化して切り換え、その切り換え出力を前記のＡＤ変換部２のＡＤ変換手段２１〜２４に入力し、ディジタル変換させる。

外部トリガ処理部３の４個のマルチプレクサ３１〜３４の出力と、ＡＤ変換部２のＡＤ変換手段２１〜２４の入力間は、４本のケーブルＣ１〜Ｃ４を介して結線されている。

マルチプレクサを複数グループ毎に分散して設ける理由は、マルチプレクサの切り換え速度に制約があり、脳磁計測システムで決められたサンプリング信号ＳＰの１周期内に全ての外部トリガ信号を切り換えることが不可能なためである。入力信号処理部１のマルチプレクサ１１についても、サンプリング信号ＳＰの１周期内に入力される４個のセンサからの入力信号を切り換える機能を備える。

特開平９−１６６６５４号公報

脳磁計測システムの評価項目を増加させるために、外部トリガ信号の本数を増加させたい要求に対して従来構成では次のような問題がある。
（１）外部トリガ処理部３とＡＤ変換部２間をケーブルで結線するシステム構成上、外部トリガ信号の本数を増加させるためには、ＡＤ変換手段並びにケーブル数を増加させる必要があり、システム構成が複雑化し、コストアップを招く。

（２）上記問題の対策方法として、従来技術においてＡＤ変換手段1台あたりに処理するトリガ信号本数を増やせばよいことは容易に考えられる。つまり、ＡＤ変換手段の前段にあるマルチプレクサを多入力仕様とすればよい。

脳磁計測システムでは、決められたサンプリング信号ＳＰの１周期内に全ての外部トリガ信号を切り換える必要がある。一方で、マルチプレクサの切り換え速度の制約からサンプリング信号の周期内でマルチプレクスできる信号数には制限があり、入力本数を任意には増加させることができない。また、同時タイミングで発生したトリガは識別できないことがある。よってこのアプローチは問題の対策手法にはなり得ない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、システム構成を簡易化できると共に、外部トリガ信号の多入力化が容易となるマルチトリガ処理装置の実現を目的としている。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）サンプリング信号に同期させた、２値情報で与えられる複数の外部トリガ信号のタイミングで入力信号をディジタル変換してデータ処理部に取り込むマルチトリガ処理装置において、
前記２値情報で与えられる複数の外部トリガ信号の論理パターンをアナログ信号に変換するＤＡ変換手段と、
前記アナログ信号をディジタル変換して前記データ処理部に渡すＡＤ変換手段と、
を備えることを特徴とするマルチトリガ処理装置。

（２）前記サンプリング信号とは非同期で与えられる前記複数の外部トリガ信号を、前記サンプリング信号と同期させるためのパルス伸長手段を備えることを特徴とする（１）に記載のマルチトリガ処理装置。

（３）前記複数のトリガ信号の選択及び成立条件判断の少なくともいずれかを実行する、トリガ選択手段を備えることを特徴とする（１）または（２）に記載のマルチトリガ処理装置。

（４）複数の前記入力信号を、前記サンプリング信号の周期内で切り換えて入力するマルチプレクサを備えることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のマルチトリガ処理装置。

（５）前記データ処理部は、前記ＡＤ変換手段より取得した特定のトリガ信号に対する前記入力信号の挙動を解析することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のマルチトリガ処理装置。

（６）前記入力信号は脳磁計測システムの複数のセンサより取得され、前記複数のトリガ信号は前記脳磁計測システムの操作で生成されるイベント情報より取得されることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のマルチトリガ処理装置。

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）外部トリガ信号１６本を処理する為のＡＤ変換手段は１個でよく、外部トリガ処理部とＡＤ変換部間の結線も１本で実現可能となり、システム構成を簡易化できる。即ち、実施形態の１６トリガ入力の場合では、ＡＤ変換手段並びにケーブル数を従来装置の１／４に縮小させることができる。

（２）従来装置の実施形態のように、４個のＡＤ変換手段及び４本の結線構成とした場合では、処理可能な外部トリガ信号は従来の４倍にあたる６４本のトリガ入力に対応可能となり、トリガ信号の多入力化が容易となる。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用したマルチトリガ処理装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図２で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

本発明が適用された外部トリガ処理部１００において、１６本の外部トリガ信号Ｔ１〜Ｔ１６を入力する入力保護手段Ａ１〜Ａ１６及びパルス伸長手段Ｎ１〜Ｎ１６の構成は、図２の従来装置と同一である。また、トリガ選択手段１０１は図２のトリガ選択手段３０と同一機能である。

本発明の特徴部は、パルス伸長手段Ｎ１〜Ｎ１６の出力信号を入力するＤＡ変換手段１０２である。２値情報で与えられる外部トリガ信号Ｔ１〜Ｔ１６をパルス伸長処理した信号も２値情報であり、ＤＡ変換手段１０２への入力論理パターンは、１６ビットのディジタル値と等価である。

ＤＡ変換手段１０２は、この１６ビットのディジタル値をアナログ変換して電圧Ｖｄを出力する。この電圧Ｖｄのレベルは、65,536階調を有する。この電圧Ｖｄは１本のケーブルＣでＡＤ変換部２に導かれ、１個のＡＤ変換手段２５により元の１６ビットのディジタル値に戻されてデータ処理部４に渡される。

データ処理部４は、１６ビットのディジタル値をデコードして、所定のサンプル周期内で発生した外部トリガ信号を識別しデータを保持する。これにより、複数のトリガが同時に発生しても識別することが可能である。

ＤＡ変換手段１０２の分解能が１６ビット以上あれば、分解能の限界まで入力できる外部トリガ信号の本数を更に増加させることも可能である。

本発明によれば、実施形態の１６トリガ入力の場合では、ＡＤ変換手段並びにケーブル数は１／４に縮小することができる。図２の従来装置の実施形態と同じく４個のＡＤ変換手段及び４本の結線構成とした場合、処理可能な外部トリガ信号は従来の４倍にあたる６４本のトリガ入力に対応可能となる。

以上説明した実施形態では、脳磁計測システムへの応用例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、短時間に多数の外部トリガ信号を取り込む必要がある信号処理装置一般に適用することが可能である。

本発明を適用したマルチトリガ処理装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。従来のマルチトリガ処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１入力信号処理部
１１マルチプレクサ
２ＡＤ変換部
２０，２５ＡＤ変換手段
４データ処理部
５上位装置
１００外部トリガ処理部
１０１トリガ選択手段
１０２ＤＡ変換手段

Claims

サンプリング信号に同期させた、２値情報で与えられる複数の外部トリガ信号のタイミングで入力信号をディジタル変換してデータ処理部に取り込むマルチトリガ処理装置において、
前記２値情報で与えられる複数の外部トリガ信号の論理パターンをアナログ信号に変換するＤＡ変換手段と、
前記アナログ信号をディジタル変換して前記データ処理部に渡すＡＤ変換手段と、
を備えることを特徴とするマルチトリガ処理装置。
前記サンプリング信号とは非同期で与えられる前記複数の外部トリガ信号を、前記サンプリング信号と同期させるためのパルス伸長手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチトリガ処理装置。
前記複数のトリガ信号の選択及び成立条件判断の少なくともいずれかを実行する、トリガ選択手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチトリガ処理装置。
複数の前記入力信号を、前記サンプリング信号の周期内で切り換えて入力するマルチプレクサを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチトリガ処理装置。
前記データ処理部は、前記ＡＤ変換手段より取得した特定のトリガ信号に対する前記入力信号の挙動を解析することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマルチトリガ処理装置。
前記入力信号は脳磁計測システムの複数のセンサより取得され、前記複数のトリガ信号は前記脳磁計測システムの操作で生成されるイベント情報より取得されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマルチトリガ処理装置。