CN101551417A - 向用户接口提供规范的实时操作规范计算系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种向用户接口提供规范的实时操作规范计算系统，该系统包括具有按照规范的多种性能能力的功能装置、用户输出接口、用于计算实现功能装置的所希望的性能的规范的处理器以及用于在用户输出接口上提供计算出的规范的输出控制器。

Description

向用户接口提供规范的实时操作规范计算系统

技术领域

本申请涉及向用户接口提供规范(specifications)的实时操作规范计算系统。

背景技术

诸如电子测试和测量仪器之类的各种类型的仪器基于性能规范(performance specification)来进行操作。脑中已经有已知的一组目标的用户可以基于哪些规范最好地满足用户的需求并且成本最经济，来从具有不同规范的一系列仪器中选择一种仪器。一般而言，数据单和手册与仪器本身一起提供给用户，以使得用户可以参考数据单中的规范来帮助从一系列仪器中选择仪器。在影响仪器是否满足用户的需求以及满足得怎样方面，例如在影响仪器的精度方面，规范起着重要的作用。

对于那些提供强大的或者复杂的功能的仪器，在高精密度情况下，它们的数据单和规范往往比较费解并且对一般用户的领悟提出了挑战。有时，许多这样的规范影响着仪器的精度和性能，并且理解规范对于用户来说可能成为一项令人畏缩的任务。

发明内容

一种系统包括具有按照规范的多种性能能力的功能装置、用户输出接口、用于计算实现功能装置的所希望的性能的规范的处理器以及用于在用户输出接口上提供计算出的规范的输出控制器。

下面将参考所附示例性示图来详细描述本发明的其它特征和优点以及本发明的优选实施例的结构和操作。

附图说明

图1是体现本发明的功能装置的示意图。

图2是图1的功能装置的用户接口的示意图。

图3是示出体现本发明的系统的操作的流程图。

图4是示出体现本发明的系统的操作的流程图。

图5和图6是对体现本发明的仪器的图示，尤其图示了它们的前面板用户输入和输出接口。

具体实施方式

术语

术语“规范”在被应用于电子仪器时一般指性能规范。在本专利申请中，该术语以上述关于其意思的理解而被使用。“规范”和“性能规范”将同义地被使用。仪器的性能规范可以是用户基于用户现在希望使用的仪器而规定的。为了清楚，一系列仪器可以具有多种(a spectrum of)不同性能规范，我们可以将其表征为具有逐渐增加的能力。用户从此系列中选择一种具有满足用户需求的规范的仪器。关于不同类型仪器的规范的文件一般被提供在仪器的产品文件中。下面将结合示例性类型的仪器(电源，power supply)来给出性能规范的示例。虽然本专利申请使用了其作为示例，但是将会理解，这里所述和所要求的本发明的精神和范围包括这样的其它类型的仪器以及其中提供的它们各自的文件和性能规范。

在被应用于这样的电子仪器时，其它术语包括“参数”和“设置”。这些参数、设置等加上输入数据(例如，操作温度、自从上次校准时起经历的时间，等等)可用在对性能规范的计算中。

可配置的仪器

诸如电子仪器之类的仪器被用在广泛的各种环境和应用中。例如，测试或测量仪器被用在诸如航空航天、防卫、消费电子、计算机和外围设备、通信、半导体以及汽车电子之类的行业所使用的测试或测量系统中。

广义上讲，我们可以说这样的仪器是具有功能的一种功能装置。在下面的论述中，术语“仪器”和“功能装置”将被同义地使用。然而，将会理解，这样的使用将被宽泛地解释，而不限制这些术语可以涵盖哪类仪器、设备等。

图1是这样的功能装置2的示意框图。(如上所述，术语“仪器2”也会作为其同义词而被使用。)其功能被示意性地示出为功能4。许多类型的这种仪器2(例如电子仪器)将包括用于执行仪器2的功能4的处理器6和操作软件(未单独示出)。

功能4可以被按照一组能力来定义，其中在规范中规定这些能力。这些规范可以记载在与功能仪器2本身一起提供给用户的手册、数据单等中。功能4可以包括可配置的规范。

功能装置可以包括用户输入接口8，用户通过该接口输入与性能规范有关的信息，诸如用户设置、可配置参数等等，以将功能装置2配置得满足用户的需求。用户输入接口8可以包括键盘或键区等等。替代地，用户输入端口8可以包括触摸屏、对诸如键盘和鼠标之类的用户外围设备的链接、对因特网的接口，等等。

图2是体现本发明的功能装置2的简化示图，示出了如这样的键区的用户输入接口8。

另外，功能装置2可以包括通信接口10。可以例如从记忆存储装置、从远程设备(未示出)或者通过因特网而经由通信接口10来输入输入信息。通信接口10还可以将诸如工厂规定的用于功能装置2的规范之类的信息从该功能装置传送到这样的远程设备、记忆存储装置、因特网等等。

在一个实施例中，还提供了用户输出接口12，其可以包括前面板、诸如图2中所示的显示屏、诸如LED阵列或集合、字母数字LED阵列或者其它经编码的信号灯之类的输出信号布置，等等。替代地，用户输出接口12可以包括诸如小型纸带打印机之类的打印机等等。仪器2还可以通过通信接口10提供输出。

当功能装置2被配置时，规范可以通过用户输出接口12被显示或者以其它方式被提供给用户。用户输出接口12使得用户能够察看规范。在计算规范中要使用的一个或多个可配置参数也可以被显示。

用户输出接口12可以是具有输入和输出能力二者的更加综合的用户接口的一部分。这使得用户能够输入诸如设置和可配置参数之类的信息。用户输入可以是对用户输入控制装置的操纵、通过通信接口10在通信线路上进行的下载、从菜单或从先前使用和存储的规范进行的选择，等等。

在计算对于确定规范的各方面是必要的情况中，用户可以输入可配置参数，其中一个或多个可配置参数将成为该计算的运算对象(operand)，并且仪器2然后执行计算以获得适当的规范。替代地，用户可以输入所希望的性能规范，并且然后计算被“反向进行”以得出可能是实现所希望的规范所必需的任何参数等。计算可以由处理器6采用适当的软件来执行。这种计算的结果可以显示在前面板上，或者以其它方式通过用户输出接口12而提供给用户。

图3是示出体现本发明的仪器2的操作的流程图。仪器2在其用户输出接口12中显示(16)可配置参数。用户参数或设置被接收(18)，例如通过用户经由用户输入接口8或者经由通信接口10进行输入。然后，仪器2计算(20)规范并且显示(22)计算出的规范，以针对操作对其自身进行配置。可选地，仪器2可以存储(24)计算出的规范，并且随后检索(26)所存储的规范，以便显示在用户输出接口12上，或者以便在稍后的时间对其自身进行重新配置。存储(24)和检索(26)被示出为与显示(22)分开、并行的路径，但是它们可以按照其它顺序来进行，例如按照连续的方式。

图4是示出体现本发明的仪器2的不同操作的流程图。仪器2在其用户输出接口12上显示(28)可由用户选择的规范。所选择的配置被接收(30)，例如通过用户经由用户输入接口8或者经由通信接口10来将它们输入。这些类似于图3的动作(16)和(18)。

在图4的实施例中，仪器2另外还收集环境信息(32)，可能使用所收集的信息来用在计算规范中。仪器2另外还例如从仪器2中的可由处理器6访问的系统存储器(未示出)内的规范记忆存储装置访问(34)性能规范规则和式子、算法等。

然后，仪器2利用前面所提到的用户输入和其它信息来计算(36)性能规范。在图3的动作(20)或者图4的动作(36)中，可以通过处理器6使用经编程的公式、算法等(未在图1中单独示出)来计算规范。

仪器2将计算出的规范提供(38)给例如用户输出接口12。另外，仪器2可以输入计算出的配置，一般地如图3的动作(22)所示。

用户在察看所提供的规范时可以通过用户输入接口8来输入对规范的改变(40)。此外，可以接收诸如环境数据之类的输入数据(40)。如果这些事件没有发生，则可以按照需求再次提供(38)先前计算(36)的规范。如果发生改变，可以通过再次执行动作(30)到(36)来重新计算规范。

示例：电源

仅仅提出一个示例，在许多这样的系统中采用了电源。许多类型的这样的测试或测量系统(通常非常复杂)要求一个或多个功率源(powersource)。在不同电压的不同功率源要求不同的功率量(一些高于另一些)的情况下，用户可以通过使用用于按需分配功率的性能规范对仪器进行配置来优化成本和功耗。

当用户针对用户的特定需求而配置仪器时，可以考虑许多这样的规范。这样，正在针对他/她的特定需求而仪器的用户将需要参考仪器能力的规范。复杂的数据单和规范往往变得很更加费解并且一般用户更难理解。有时，许多因素影响仪器的精度，并且理解规范可能成为令人畏缩的任务。客户可能不愿意或者不能如他们的需求所要求的那样全面且精确地表征和指明仪器。这可能降低了仪器提供给客户的价值和有效性。

下面的描述将结合由Agilent Technologies，Inc.制造的N6700MPS系列的电源仪器来给出本发明的实施例，N6700MPS系列的电源仪器在2007年6月15日发表并在此提交的N6700产品概述文献中被描述。N6700产品概述文献通过引用被结合并且作为本专利申请的一部分。但是，这不是对可以体现本发明的其它类型的仪器的限制。

例如，让我们考虑这样一种用于测试和测量系统(下文中称为“T&M系统”或“系统”)的电源仪器(下文中称为“电源”)。该电源可能需要提供多个功率源。此外，仪器制造者可以提供一个性能水平范围内的一族这样的仪器。

例如，Agilent Technologies，Inc.提供了一族模块化电源仪器，由型号N6701、N6702和N6705指示。图5和图6示出了这样的电源仪器。这些单元是接受具有不同性能水平的各种N67××模块的主机架。

每个模块针对不同规范来执行，这可能受到诸如操作点、温度、湿度、自从校准起的时间之类的实时信息的影响。这些规范例如可以包括下面的内容：

DC输出额定值，包括电压、功率和电流。另外，例如，电流可以在高于40C时每度C降低1％。

输出纹波和噪声(PARD)，包括CV峰到峰和CV rms。

负载效应(调节)，包括电压和在指定电压范围的电流。

源效应(调节)，包括电压和电流。

编程精度，包括高范围和低范围电压以及在指定电压范围上的高范围电流和低范围电流。

测量精度，包括高范围和低范围电压以及针对指定电压范围的高范围电流和低范围电流。

负载瞬态恢复时间，包括电压趋稳带(settling band)和时间。

用户在脑中想着这些规范的情况下从一个产品系列的仪器中选择一种仪器，利用适当的规范选择仪器以满足他/她的需求。

用户可能发现，对于给定的仪器，一种或多种规范比其它规范更频繁地被参考。例如，对于诸如具有上述规范的电源之类的仪器，两种通常被参考的规范可能是编程和测量精度规范。这两种规范对于帮助用户确定电源输出的不确定性是有用的。

例如，考虑对于由Agilent Technologies，Inc.制造和销售的N6751模块的规范。如果电源被编程以使用数据单中的0.06％+19mV规范来输出50V，则可以计算出在输出中有±49mV的不确定性(输出可以高至50.049V以及低至49.951V)。

同样，可以针对电流编程和测量以及许多其他规范作出类似计算。

体现本发明的仪器可以例如显示对电压和电流的实施测量。基于测量以及被编程的电压和电流，这种显示可以提供示出对规范的实时计算的菜单。本发明的一个具有足够大的显示器的实施例可以提供此特征，并且还具有范围模式(scope mode)，在该范围模式中显示电压和电流相对时间的迹线。通过显示示出测量迹线周围的下界和上界迹线的保护带(guardband)，还可以在该模式中实现规范计算特征。

可由用户选择的设置和配置参数可以包括测试和测量及电源领域的技术人员将会知道和了解的输出电压、输出电流、输出电压测量范围、输出电流测量范围、输出功率和求平均窗口(averaging window)等。例如，考虑上面列出的测量精度的规范。测量精度可以包括高范围和低范围电压以及针对指定电压范围的高范围电流和低范围电流。用户可以选择高范围或低范围作为用户设置或可配置参数。然后，利用用户选择的范围(高或低)作为计算的运算对象，来计算测量精度的配置。再次参考图3，用户选择的范围被输入(18)，并且测量精度然后被计算(20)。

模块化体系结构

仪器2可以容纳可连接到主机架以及可与主机架断开的模块(未示出)。例如，可以存在一族接口兼容的模块(用户可以容易地将这些模块换入和换出)，以允许用户将仪器2配置得最佳地满足他/她的需求。每个模块可以具有单独的处理器，并且可以与主机架的板载的单独处理器进行通信。

体现本发明并且具有这样的模块化体系结构的系统可以将性能规范存储在主机架中或者本地存储在这些模块中。当此数据与诸如操作点、(单元容易测量的和已知的)温度、湿度、(客户可测量的)高度(altitude)之类的实时数据结合时，模块的处理器可以基于实时信息而按照如上所述执行所需的计算，例如图4的(36)的计算，并且使得从计算得到的规范可用于用户。规范可以诸如通过菜单而显示在前面板上。此外，规范可以通过主机架通信接口10被传送到诸如联机PC(logging PC)的数据存储库，或者用于诸如在产品网页上被远程显示。

体现本发明的仪器将减少用户计算最终性能规范的负担，因为所要求的计算由能够很好地执行该任务的仪器设计者来掌控。利用体现本发明的仪器，用户可以确保仪器确实能够满足用户的需求。通过消除用户取得产品文件并计算规范的需要，在前面板上提供结果可以提高用户的生产力。通过经由用户输出接口或者经由通信总线使得能够得到实况规范，客户还可以对这些规范进行记录和存档，以供以后参考和验证。

虽然参考特定实施例详细描述了本发明，但是本发明所属领域的普通技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下可以做出各种修改和增强。

Claims (12)

1.一种系统，包括：

功能装置，该功能装置具有按照规范的多种性能能力；

用户输出接口；

处理器，该处理器用于计算用于实现所述功能装置的所希望的性能的规范；以及

输出控制器，该输出控制器用于在所述用户输出接口上提供计算出的规范。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个可配置参数是对所述规范的计算的运算对象。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，对所述规范的计算包括对作为运算对象的所述至少一个参数的数量精度测量。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括用于存储计算出的规范的数据存储装置，其中，所述处理器将所述规范存储在所述数据存储装置中，并且从所述数据存储装置检索所述规范以供在所述用户输出接口上显示。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括电子仪器。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述电子仪器包括电源模块。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括通信链路接口。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述用户输出接口包括用户可视的前面板。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个可由用户选择的并且可由用户互换的模块。

10.一种用于对系统进行操作的方法，所述系统包括具有按照规范的多种性能能力的功能装置，所述方法包括：

计算用于实现所述功能装置的所希望的性能的规范；

通过用户输出接口将计算出的规范提供给用户；以及

将计算出的规范输入到所述功能装置中，以设置所述功能装置的操作。

11.根据权利要求10所述的方法，其中：

所述规范包括用于设置所述功能装置的操作的可配置参数；并且

所述计算包括将所述可配置参数中的至少一个用作计算规范的运算对象。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：

存储计算出的规范；以及

检索所存储的规范，以供进行显示和输入到所述系统之一。

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