JP2003227739A - 計測装置及び方法並びにコンピュータによって実行される計測プログラム - Google Patents

計測装置及び方法並びにコンピュータによって実行される計測プログラム

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JP2003227739A
JP2003227739A JP2002028297A JP2002028297A JP2003227739A JP 2003227739 A JP2003227739 A JP 2003227739A JP 2002028297 A JP2002028297 A JP 2002028297A JP 2002028297 A JP2002028297 A JP 2002028297A JP 2003227739 A JP2003227739 A JP 2003227739A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 数十ミリ秒程度の絶対精度が要求される種々
の相関的な計測を、機器が追加される度にハンドラの改
良を必要とすることなく、高い拡張性かつ廉価に行う。 【解決手段】 クロック4に対応する割込みハンドラが
時刻同期割込み信号によって起動すると、そのハンドラ
の中では、予め予約されたメモリ領域を参照し、パケッ
トを順番に実行する。これによって、ADボード2及び
DSPボード3が動作を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、時分割方式の計算
機上で、複数の物理量を高い時刻同期精度で計測するこ
とが要求される自然科学の測定分野、特に、自然電磁現
象の相関計測、記録及び解析に好適な計測装置、方法並
びにコンピュータによって実行される計測プログラムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、時分割多元処理環境(マルチタス
クOS)で動作する中央処理装置(CPU)を有する計
算機を用いることによって、計測とともに通信やデータ
処理のような複数の有用な処理が正に同時に処理できる
ようになっている。その結果、遠隔地からの測定や観測
が可能となっている。これら複数の有用な処理は、一般
に、専用機又は汎用コンピュータと収録用部品との組合
せによって実現される。
【0003】マルチタスクOSにおいては、CPUは、
通信や媒体への記録のように、計測以外の処理(タス
ク)も行う必要がある。通常のマルチタスクOSの場
合、記録媒体への大量のデータの書込みのような高負荷
の処理を行っている際には、タスクの切替に数百秒から
数秒を要する。このために、CPUが直接同期信号の入
力を見張るような処理(ポーリング処理)を行うと、正
秒信号を見逃すおそれがあり、十分な時刻精度を維持す
ることができない。
【0004】マルチタスクOSで時刻同期を確実に行う
ためには、同期時刻信号を割込み信号線に結線し、(ポ
ーリングではなく)割込みによって引き起こされる特別
なタスク(割込みタスク)によって同期処理を行う。割
込みタスクの反応時間は、高負荷時でも200マイクロ
秒程度である。200マイクロ秒程度の時刻精度は、パ
ーソナルコンピュータのような一般的な装置を用いた廉
価なシステムで達成することができる。
【0005】マルチタスクOSにおいて、時刻精度が保
証されるのは、時刻同期信号によって引き起こされた割
込みハンドラの内部のみであり、通常の場合、割込みハ
ンドラは、1本の信号線に対して一つしか存在すること
ができない。このために、地磁気撹乱に伴うオーロラ現
象や電磁スペクトルのように地球全体の観測点における
数十秒程度の絶対精度が要求される種々の相関的な計測
を行う場合のように、マルチタスクOS上で時刻同期し
た複数の計測を行うためには、従来、機器が追加される
度にその機器に対応するコードをハンドラの内部に追加
する第1の方法、又は別の計算機を用いて同期信号を共
有する第2の方法が採用されている。
【0006】第1の方法の場合、図1aに示すように、
同期信号源からの時刻同期信号の発生に起因して割込み
処理を開始し(ステップS1)、図示しない装置A及び
装置Bを順次起動し(ステップS2,S3)、その後、
割込み処理を終了する。それに対して、第2の方法の場
合、同期信号源からの時刻同期信号の発生に起因して、
図示しない装置A及び装置Bに対する割込み処理をそれ
ぞれ開始し(ステップS11a,S11b)、図示しな
い装置A及び装置Bをそれぞれ起動し(ステップS12
a,S12b)、その後、割込み処理をそれぞれ終了す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
方法の場合、時刻に対して複数の機器の同期をとってお
り、規準時刻信号に対して、保証時間内に応答できる処
理単位は通常一つである。このように単一の処理系を用
いる場合には、通常、機器が追加される度にハンドラの
改良が必要となり、拡張性に乏しいという不都合があ
る。また、第2の方法の場合、機器に応じて同期処理部
を作成し、同期信号を共有しているため、計測項目ごと
にコンピュータが必要となり、設置コストが嵩むという
不都合がある。
【0008】本発明の目的は、機器が追加される度にハ
ンドラの改良を必要とすることなく、数十ミリ秒程度の
絶対精度が要求される種々の相関的な計測を行うことが
できる、拡張性が高い廉価な計測装置及び方法並びにコ
ンピュータによって実行される計測プログラムを提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による計測装置
は、互いに相違する種類の物理量を計測する複数の計測
手段と、これら複数の計測手段が実行すべき命令を登録
する登録手段と、同期信号を発生する単一の同期手段
と、この同期信号の発生に応じて、前記命令を時分割環
境下で前記複数の計測手段に対してそれぞれ実行させる
実行手段とを具えることを特徴とする。
【0010】本発明によれば、複数の計測手段が実行す
べき命令を登録し、単一の同期手段からの同期信号の発
生に応じて、登録された命令を、時分割環境下で複数の
計測手段に対してそれぞれ実行させる。これによって、
単一の同期信号で複数の計測の同期をとることができる
ので、数十ミリ秒程度の絶対精度が要求される種々の相
関的な計測を、機器が追加される度にハンドラの改良を
必要とすることなく、高い拡張性かつ廉価に行うことが
できる。
【0011】本発明による測定方法は、互いに相違する
種類の物理量を計測する複数の計測ステップと、これら
複数の計測手段が実行すべき命令を登録する登録ステッ
プと、同期信号を発生する単一の同期ステップと、この
同期信号の発生に応じて、前記命令を時分割環境下で前
記複数の計測手段に対してそれぞれ実行させる実行ステ
ップとを具えることを特徴とする。
【0012】本発明によれば、数十ミリ秒程度の絶対精
度が要求される種々の相関的な計測を、機器が追加され
る度にハンドラの改良を必要とすることなく、高い拡張
性かつ廉価に行うことができる。
【0013】本発明によるコンピュータによって実行さ
れる計測プログラムは、互いに相違する種類の物理量を
計測する複数の計測ステップと、これら複数の計測手段
が実行すべき命令を登録する登録ステップと、同期信号
を発生する単一の同期ステップと、この同期信号の発生
に応じて、前記命令を時分割環境下で前記複数の計測手
段に対してそれぞれ実行させる実行ステップとを具える
ことを特徴とする。
【0014】本発明によれば、数十ミリ秒程度の絶対精
度が要求される種々の相関的な計測を、コンピュータに
よって実行させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明による計測装置、方法並び
にコンピュータによって実行される計測プログラムの実
施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図2は、
本発明による計測装置の実施の形態を示すブロック図で
あり、図3は、図2に示す実施の形態における動作アル
ゴリズムを示す図である。
【0016】本実施の形態における計測装置は、SYN
CDACをパーソナルコンピュータに実装したものであ
り、CPU1と、計測用のADボード2及びDSPボー
ド3と、クロック4と、メモリ5と、これらCPU1、
ADボード2、DSPボード3、クロック4及びメモリ
5の間を結ぶバス6と、バスコントローラ7とを具え
る。
【0017】CPU1は、時分割多次元処理環境(マル
チタスクOS)で動作する。ADボード2及びDSPボ
ード3はそれぞれ割込み信号を有し、クロック4は、時
刻同期割込み信号を有する。メモリ5は、ADボード2
及びDSPボード3のそれぞれの初期化の終了後、同期
直後にADボード2及びDSPボード3に対して実行す
べき命令を、予め設定された形式で予め設定された領域
に登録し、これによって、時刻同期処理に対して汎用性
を持たせることができる。なお、本実施の形態では、実
行すべき命令を、ポートアドレス及びそのポートに対す
る命令の列とする。
【0018】本実施の形態の動作を説明する。クロック
4に対応する割込みハンドラが時刻同期割込み信号によ
って起動すると、そのハンドラの中では、予め予約され
たメモリ領域を参照し、パケットを順番に実行する。こ
れによって、ADボード2及びDSPボード3が動作を
開始する。この際のADボード2の実行開始時刻とDS
Pボード3の実行開始時刻との間のずれは、最大でも数
百ナノ秒のオーダである。
【0019】ADボード2及びDSPボード3による計
測が終了すると、ADボード2及びDSPボード3はそ
れぞれ、割込み信号を発生するために各々のハンドラが
起動する。そのハンドラの中では、ADボード2及びD
SPボード3のデータを、図示しない必要なメモリに格
納し、次の同期開始に必要なパケットをメモリ5に再び
登録する。
【0020】これらの動作を繰り返すことによって、A
Dボード2及びDSPボード3は、単一の同期割込み信
号によって、数百マイクロ秒のオーダの同期精度で同期
をとることができる。
【0021】本発明の一般的な動作を、図4のフローチ
ャートを用いて説明する。ステップS101において割
込み処理が開始されると、計測機器の起動要求を、命令
が予め設定されたメモリの領域で探索する(ステップS
102)。
【0022】その後、ステップS103において、起動
要求を行っている機器が存在するか否かを判断する。起
動要求を行っている機器が存在する場合には、要求元と
なる機器を判別し(ステップS104)、その機器を起
動した(ステップS105)後、ステップS102に戻
る。それに対して、起動要求を行っている機器が存在し
ない場合には、割込み処理を終了する。
【0023】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例え
ば、複数の計測装置については、上記実施の形態以外の
任意の種類の物理量に関するものを使用することがで
き、任意の個数を用いることができる。
【0024】上記実施の形態では、計測とともに記録を
行う場合について説明したが、計測のみを行うこともで
き、計測及び記録とともに解析を組み合わせることもで
きる。また、計測装置によって実行すべき命令を一度登
録すると命令の登録が消去されないようにした場合に
は、上記パケットの再登録は必須でない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の計測方法のフローチャートである。
【図2】 本発明による計測装置の実施の形態を示すブ
ロック図である。
【図3】 図2に示す実施の形態における動作アルゴリ
ズムを示す図である。
【図4】 図2に示す実施の形態における割込み処理の
フローチャートである。
【符号の説明】
1 CPU 2 ADボード 3 DSPボード 4 クロック 5 メモリ 6 バス 7 バスコントローラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに相違する種類の物理量を計測する
    複数の計測手段と、 これら複数の計測手段が実行すべき命令を登録する登録
    手段と、 同期信号を発生する単一の同期手段と、 この同期信号の発生に応じて、前記命令を時分割環境下
    で前記複数の計測手段に対してそれぞれ実行させる実行
    手段とを具えることを特徴とする計測装置。
  2. 【請求項2】 互いに相違する種類の物理量を計測する
    複数の計測ステップと、 これら複数の計測手段が実行すべき命令を登録する登録
    ステップと、 同期信号を発生する単一の同期ステップと、 この同期信号の発生に応じて、前記命令を時分割環境下
    で前記複数の計測手段に対してそれぞれ実行させる実行
    ステップとを具えることを特徴とする計測方法。
  3. 【請求項3】 互いに相違する種類の物理量を計測する
    複数の計測ステップと、 これら複数の計測手段が実行すべき命令を登録する登録
    ステップと、 同期信号を発生する単一の同期ステップと、 この同期信号の発生に応じて、前記命令を時分割環境下
    で前記複数の計測手段に対してそれぞれ実行させる実行
    ステップとを具えることを特徴とするコンピュータによ
    って実行される計測プログラム。
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