JP2004514145A - 制御変数 - Google Patents

Abstract

計測器の内部動作を律するための方法及び装置。装置は値を格納するためのデバイス、その値を変更するためのデバイス及び値の変更を通知される必要がある他の基本要素に組み付けるためのデバイスを備える。値は、許容範囲の値であるか、リクエスト値であるか、あるいは適合値である。装置はさらに、属性を格納するためのデバイスを備える。適合値は、物理的限界に対応する許容範囲内にとどまるように拘束される。適合値は最適使用または能力に対応する。値は動的に変化でき、他の内部変数の状態に依存することができる。

Description

【０００１】
関連出願へのクロスリファレンス
本出願は、２０００年１１月１７日に出願された米国仮特許出願６０／２４９，４８２号の恩典を特許請求する。上記出願の全内容は本明細書に参照として含まれる。
【０００２】
発明の背景
本発明は概ね、オシロスコープにより取り込まれた波形データをストリーミングアーキテクチャを用いて処理するための方法及び装置に関する。
【０００３】
デジタルオシロスコープは電気信号を測定するための複雑な計測器である。デジタルオシロスコープは、オペレータが注目する信号を特徴づける情報の捕捉、処理、表示及び格納に協同してあたる、多くのエレクトロニクスハードウエアモジュール及び多くのソフトウエアモジュールからなる。作業の本来的な複雑性にもかかわらず設定及び使用が容易な計測器をつくりだすときに処理される必要がある数群の要件がある。
【０００４】
発明の概要
“制御変数”と呼ぶことができる内部変数は、いかなる計測器制御ソフトウエアについても、極めて普遍的で中心をなす態様である。計測器（オシロスコープまたは関連計測器）はいかなる時点においても“状態”を有する。例えば、ある数のコンポーネントが組み合わされ、処理コンポーネントのそれぞれがそれぞれの状態を有する（例えば、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）コンポーネントはある“ウインドウ”を選択し、ある閾値またはヒステリシスをタイミングパラメータに選択していることができる）。計測器をいつでも以前の状態に復帰させ得るべきであれば、計測器全体の状態を格納または記録するための手段が必要である。
【０００５】
いついかなる時にも、オペレータは目前の測定作業を実行するために、例として少しだけを挙げれば、信号捕捉レート、測定点数、入力回路感度、実時間で施される信号増強手段のタイプ及び質、データの表示スタイル、捕捉信号について実時間で評価されるべきパラメータ、を支配する数１００の動作特性のそれぞれに対して適切な値または設定を選択することにより、計測器を構成する。これらの特性のそれぞれは、発明者等がＣｖａｒ（制御変数）と名付けるソフトウエアエンティティに具現化される。計測器における全てのＣｖａｒの現在値のセットが、その計測器の制御状態を構成する。タイムベース、垂直チャネル感度、トリガ条件、マス（Ｍａｔｈ）及びパラメータ設定、表示外観、及び数１０ないし数１００のその他の詳細の、オシロスコープ状態を制御するためにＣｖａｒが用いられる。
【０００６】
計測器を使用するオペレータには、Ｃｖａｒの現在値及び可能な値のセットを操作するため及び見るための効率的な手段が必要である。操作手段には、計測器の前面パネル上の物理的なボタン及びノブ、計測器画面上の仮想的なボタン及びノブ、並びにネットワークを通して計測器に接続された別のコンピュータ上で実行することができるコンピュータプログラムにより発せられるリモートまたはオートメーションコマンドがある。オペレータには、別の時及び／または別の場所で同じタイプの測定を繰り返すために、コンピュータファイルの形態でのＣｖａｒの完全なセットを保存するための効率的な手段も必要である。Ｃｖａｒの完全なセットを保存することにより、計測器はユーザのために設定を思い出すことができる。ユーザは、ユーザが後日再現できる‘設定’をいくらでも、ハードディスクのような計測器の記憶媒体に格納することもできる。これらの設定ファイルは、同じ計測器ファミリーに属する相異なるオシロスコープモデルとの間で、例えばｅメールを用いて、交換することさえできる。相異なるモデルのそれぞれは、異なるモデルから設定を受け入れ、別の計測器で保存された状態に近づくように最善を尽くして適合しようとするであろう。
【０００７】
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明のより完全な理解のため、以下の説明及び添付図面が参照される。
【０００８】
本発明にしたがう装置及び方法の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
【０００９】
本発明にしたがえば、完全に“モジュール化”されており、よってオシロスコープソフトウエアを構成する要素がインターフェースに関して完全に仕様化され、実行時に（例えばオシロスコープアプリケーションソフトウエアと考えることができるプロセスを停止させずに）上記要素のインストール及びアンインストールを行うことができるように構成するに十分な独立性を有する、オシロスコープ設計が提供される。これは、ソフトウエアのいかなる細かい属性を変更するためにも、完全に（全体が）交換されなければならないソフトウエアを含む、既存製品とは対照的である。本発明の手法は、製品に基本的であるか、または製品の特定のアプリケーションに基本的な、新規のソフトウエア機能のリリースの全体の物流が短縮されるので、市場での優位性を提供する。すなわち、計測器（オシロスコープ）が顧客に届けられ、顧客がその計測器を稼働させた後に、前記事実により、計測器を返送するかあるいはこの点については計測器の使用を停止することさえ必要とせずに、特別な機能を追加することができる。これは顧客にも製造業者にも価値がある。
【００１０】
さらに、モジュール型構造により、ソフトウエアの個々のコンポーネントのそれぞれの標準“テストハーネス”における試験が可能になることにより、製品全体の品質をさらに高めるための“ユニット試験”が可能になる。それぞれのコンポーネントには、孤立試験ができるように特に考えられた標準化インターフェースが備えられる。上記の進歩的な、品質を意識する本設計の態様により、製品の最終配備が不良コンポーネントを特定できないことで阻害されることがないことを保証される。
【００１１】
図１は、本発明にしたがって構成されたオシロスコープがどのように動作するかについての概念を描いている。データフローは左から右にかけて示され、自動または手動で、ユーザにより与えられる制御シーケンスは上から下にかけて示される。図１に示されるように、複数のアナログアクイジション信号Ｃ_１が本発明のオシロスコープにより取り込まれる。提供される様々なプローブ及びその他のアクイジションハードウエア１１０により取り込まれたこれらのアクイジション信号は続いて、アクイジション制御モジュール１１２により制御される。ユーザインターフェース１１５を介してユーザにより与えられた様々な制御変数１２０にしたがって、様々なアクイジション制御プロセスが取り込まれた波形に施される。
【００１２】
その後、様々な結果データが前処理システム１２５に与えられ、次いで前処理システム１２５からの出力がユーザ定義制御変数を用いる様々な後処理機能１３０において作用されて、処理済データ（結果データ）１３５が得られる。次いで後処理済データは、システム１４５によるさらなる処理の必要性に応じて、１４０においてエクスポート及び／またはインポートされる。処理が完了した後、様々な処理済データはディスプレイ装置１５５上への表示のために１５０において変換される。
【００１３】
“制御変数”と呼ぶことができる内部変数は、いかなる計測器制御ソフトウエアにおいても極めて普遍的及び中心的な態様である。計測器（オシロスコープ及び関連計測器）は、いかなる瞬間にも“状態”をもつ。例えばある数のコンポーネントが組み合わされ、処理コンポーネントのそれぞれがそれぞれの状態をもつ（例えばＦＦＴコンポーネントはある“ウインドウ”を選択し、ある閾値またはヒステリシスをタイミングパラメータに選択していることができる）。計測器をいかなる時でも以前の状態に復帰させ得るべきであれば、計測器全体の状態を格納または記録するための手段が必要である。
【００１４】
いついかなる時にも、オペレータは目前の測定作業を実行するため、例として少しだけを挙げれば、信号捕捉レート、測定点数、入力回路感度、実時間で施される信号増強手段のタイプ及び質、データの表示スタイル、捕捉信号について実時間で評価されるべきパラメータ、を支配する数１００の動作特性のそれぞれについて適切な値または設定を選択することにより、計測器を構成する。これらの特性のそれぞれは、発明者等がＣｖａｒ（制御変数）と名付けるソフトウエアエンティティに具現化される。計測器における全てのＣｖａｒの現在値のセットが、その計測器の制御状態を構成する。オシロスコープの状態：タイムベース、垂直チャネル感度、トリガ条件、マス及びパラメータ設定、表示外観、及び数１０ないし数１００のその他の詳細を制御するためにＣｖａｒが用いられる。
【００１５】
計測器を用いるオペレータには、Ｃｖａｒの現在値及び可能な値のセットを操作するため及び見るための効率的な手段が必要である。操作手段には、計測器の前面パネル上の物理的なボタン及びノブ、計測器画面上の仮想的なボタン及びノブ、並びにネットワークを通して計測器に接続された別のコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムにより発せられるリモートまたはオートメーションコマンドがある。オペレータには、別の時及び／または別の場所で同じタイプの測定を繰り返すために、コンピュータファイルの形態でＣｖａｒの完全なセットを保存するための効率的な手段も必要である。Ｃｖａｒの完全なセットを保存することにより、計測器はユーザのために設定を思い出すことができる。ユーザは、ユーザが後日再現できる‘設定’をいくらでも格納することもできる。これらの設定ファイルは、相異なるオシロスコープモデル間で、ｅメールを用いて交換することさえできる。相異なるそれぞれのモデルは、異なるモデルから設定を受け入れ、別の計測器で保存された状態に近づくように最善を尽くして適合しようとするであろう。
【００１６】
いついかなる時でも、それぞれのＣｖａｒの値は、計測器の動作に対して適切であり、最適な、十分よく定められた設定または範囲内の値であるように拘束されなければならない。そのような拘束はいくつかの要件に由来し、それらの要件とは、例えば：１．Ｃｖａｒが計測器のハードウエアの物理的状態を制御するためには、拘束が、そのハードウエアの物理的限界及び／または計測器の設計者により、そのハードウエアの妥当な、あるいはおそらく最適な使用と見なされている事項に対応すること；前記限界はそのハードウエアの物理的損傷を防止するために課されていなければならない場合もある；２．Ｃｖａｒが信号処理及び計測器画面上への、グラフィックトレース、スキン、マップ及びその他のイメージのような、また数値表のような、データ表示モードを制御するためには、これらの拘束が、数学ソフトウエア、グラフィックソフトウエア及び計測器に内蔵されたハードウエアの能力を反映すること；３．Ｃｖａｒがデータの保存及びアーカイブ化並びにコンピュータネットワーク上のデータ通信のための計測器の動作を制御するためには、同じく、これらの拘束が内蔵ソフトウエア及びハードウエアの能力に整合することである。
【００１７】
全体として、そのような拘束は、計測器の最適な設定の選択に際してオペレータを教導するため、及び設定の有用性が少ないかまたは危険な組合せをオペレータが気付かずに選択することを防止するために役立つ。多くの場合、拘束は現在、密接に関連する他のＣｖａｒの設定に依存し、それらの設定とともに変化する、与えられたいかなるＣｖａｒにも適用できる。
【００１８】
例えば、垂直オフセットに対する許容値範囲は垂直スケールのそれぞれの設定（値）に対して異なり、本発明にしたがって構築された計測器ソフトウエアは、オペレータがＣｖａｒの設定を変えれば必ず、Ｃｖａｒ間に適切な拘束を適用するであろう。この特徴は、計測器の拘束について考えることからオペレータを解放し、測定を実施するというオペレータの責務にオペレータを完全に集中させる。ユーザは、Ｃｖａｒのレンジプロパティを問い合わせる（クエリーする）ことによりＣｖａｒの範囲を得ることができる。
【００１９】
Ｃｖａｒ値のいくつかまたは全てを変更するためのコマンドは、上で説明したように、いくつかのタイプの操作手段からいかなる任意の順序でも到着し得る。一連のそのようなコマンドから生じる計測器の制御状態は、それらのコマンドが計測器のソフトウエアに受け取られる順序に無関係なままであるべきことがこの上なく重要である。本発明にしたがって構築されたソフトウエアは上記の要件を満たす。
【００２０】
Ｃｖａｒは、計測器に埋め込まれ、計測器のハードウエア及びソフトウエアの動作を支配するコンピュータプログラムの内部変数である。しかし、Ｃｖａｒは単なる変数ではなく、Ｃ＋＋のような今日のコンピュータプログラミング言語において理解されるような、クラスの例である。このことにより、計測器ソフトウエア設計者は、今日のエレクトロニクスハードウエア及びコンピュータソフトウエアを採用する計測器に必要な、多くの有用な特徴をＣｖａｒに与えることができる。Ｃｖａｒの値には、他のＣｖａｒの状態に依存して動的に変化し得る許容範囲がある。Ｃｖａｒはユーザにリクエストされた値のメモリを有する。Ｃｖａｒは、現在の許容値範囲に一致させるように適合された値のメモリ及び、そのＣｖａｒの値または範囲あるいは他の同様なプロパティが変化したときに通知される必要がある、他のソフトウエアオブジェクトのアドレスの組付及び削除のための手段を有する。Ｃｖａｒは“読出専用”または“隠し”（等）のような属性のメモリを有し、ユーザのメモリとの相互作用はこれらの属性に影響される。
【００２１】
Ｃｖａｒはリクエスト値をもつ。これは計測器のオペレータにより最新にリクエストされた値である。リクエスト値に加えて、Ｃｖａｒは適合値をもつ。これは現在適用可能な値である。さらに、Ｃｖａｒは使用値をもつ。これは現在適用されている値である。使用値は適合値と通常は同じであるが、ソフトウエアまたはハードウエアがあるオペレーションの実行でビジー状態にあり、新しい適合値を適用する準備がまだできていないような場合に、使用値が一時的に適合値と異なることがあり得る。Ｃｖａｒはデフォールト値ももつ。これはＣｖａｒがコマンドに応じて戻る値である。Ｃｖａｒの値の型は：物理単位をもつ‘倍精度’または‘実数’型の数値、例えば０．１２５Ｖ；１，２，５，１０，２０，５０，．．．のようなあるパターンにしたがうように拘束された‘倍精度’型の数値；‘整数’型の数値、例えば１００００点；いくつかの名称付状態一覧表からの１つの値、例えば“ＡＣ”；グラフィックシステムにおいて色をコード化する数値；テキストストリング、例えばコンピュータファイル名；論理的２状態変数（ノー／イエス、オフ／オン）；何らかのアクションを実行するためのオペレータからのリクエストを具現化する‘アクション’型の、ただしこれらには限定されない、内の１つとすることができる。
【００２２】
許容値範囲の性質はＣｖａｒの値の型に依存する。すなわち、ＣｖａｒＤｏｕｂｌｅ及びＣｖａｒＩｎｔ（それぞれ実数値及び整数値）に対する範囲は、最小値と最大値、及び粒（精度または分解能と考えることもできる、最小許容インクリメント）により定められる。ＣｖａｒＥｎｕｍに対する範囲は、許容されたテキストストリングまたはキーワードの明示的一覧表（リスト）により定められる。例えば“ＡＣ”，“ＤＣ”，“ＧＮＤ”からなるリストは、アクイジションチャネルの内の１つの入力結合を制御する、ＣｖａｒＥｎｕｍの３つの可能な状態の一覧である。
【００２３】
Ｃｖａｒは、（ユーザが修正できない）読出専用、（グラフィカルインターフェースすなわちＧＵＩにおいてユーザから一時的または永続的に隠されている）隠し等のような、Ｃｖａｒの状態または所期の用途を特徴づける、ブール型（すなわち論理型）フラッグをもつ。これらのフラッグは、通常はＣｖａｒＢａｇをもつことによる、ＣｖａｒのＣ＋＋インターフェースを介した計測器ソフトウエアによらない限り修正できない。これらのフラッグはオートメーションプロパティＩＬｅｃＣｖａｒ：：Ｆｌａｇｓを介して読むことができる。いくつかのフラッグの状態は専用のＩＬｅｃＣｖａｒ命令で知ることもできる。
【００２４】
【表１】

下表に挙げられる１２のＣｖａｒ型がある。
【００２５】
【表２】

Ｃｖａｒ型の一例はＣｖａｒＤｏｕｂｌｅである。このＣｖａｒはある範囲及びある粒をもつ倍精度数へのアクセスを提供する。範囲（最小値と最大値）は適合値を制限する。粒はその符号に依存する複数の意味をもつ（約束により、正の粒は絶対値としてとられ、一方負の粒は対応する有効ディジット数を意味すると解される）。Ｃｖａｒのもう一つの例はＣｖａｒＤｏｕｂｌｅＬｏｃｋｓｔｅｐである。このＣｖａｒは厳密に正の値の範囲に対して対数関数的インクリメントを与える。適合値は固定ステップ引数、例えば１，２，５，１０，．．．で定められるステップに固定される。初期化方法には、厳密に正の範囲（０．０＜最小値＜デフォールト値＜最大値）及び一覧表化された固定ステップ級数が必要である。
【００２６】
Ｃｖａｒは、計測器のオペレータにＣｖａｒの目的及び用法を説明するために表示し得る、ヘルプテキストを含むことができる。Ｃｖａｒは、オペレータが‘スクリプト’を用いて利用できる、ｓｅｔ＿Ｖａｌｕｅ， ｇｅｔ＿Ｖａｌｕｅのような、Ｃｖａｒの状態を変更するための命令を含むオートメーションインターフェースを有する。これらは、計測器外部からプログラムを制御することにより実行され、また計測器のソフトウエアにより受け取られて処理される。
【００２７】
図２はＣｖａｒ ２００を図で表している。全てのＣｖａｒの意味を含むプロパティ及び命令をもつ、基本Ｃｖａｒ ２２０が示される。型固有Ｃｖａｒ ２４０が、内部属性または名称がｍ．．．で始まる構成要素変数及び命令またはオペレーションを含む、プロパティ及び命令とともに示される。Ｃｖａｒ ２００は、イベントシンク（Ｅｖｅｎｔ Ｓｉｎｋ）２８０すなわちイベント通知のためのソースまたは対象のベクトル（リスト）２６０とともに示される。型固有Ｃｖａｒ ２４０は基本クラスＣｖａｒ ２００の下位クラスであり、型固有Ｃｖａｒ ２４０自体が、同じインターフェースの背後で様々な動作を実施するいくつかの下位クラス２４２をもつことができる。
【００２８】
Ｃｖａｒは、内部ソフトウエアサブシステムだけで利用可能な、ｓｅｔ＿ＮａｍｅのようなＣｖａｒの状態を変更するため及び通知‘シンク’を組付または削除するための命令を含む内部インターフェースを有する。Ｃｖａｒは、それによりＣｖａｒが内部ソフトウエアサブシステム及び計測器を使用しているオペレータに知られる、名称をもつ。Ｃｖａｒは、Ｃｖａｒ状態のいかなる変更も通知するためのＣｖａｒ Ｅｖｅｎｔ Ｓｉｎｋすなわち‘対象’のリストを有する。これは、イベントシンクがそのような変更に適切な態様で反応できるようにするためである。あり得るイベントシンクのいくつかには、一群のＣｖａｒを‘保有’し、調整するＣｖａｒＢａｇ、Ｃｖａｒの状態をユーザに表示するグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）ウィジェット（Ｗｉｄｇｅｔ（小道具））及び、最も重要な、動作がＣｖａｒにより制御される‘エンジン’すなわちサブシステムがある。
【００２９】
Ｃｖａｒは、ユーザにＣｖａｒの値を変更させる操作手段とのソフトウエア連結を有する。代表的な操作手段クラスは、ＧＵＩウィジェット、押しボタン及びノブのような物理的デバイス、及び以下で論じられるリモートコマンドである。Ｃｖａｒは、与えられたＣｖａｒの状態を複製するに必要な、従属Ｃｖａｒのアドレスを含む複製シンクのリストももつ。これらのシンクは通知Ｃｖａｒにおける選択された変更の通知を受け取り、それぞれが通知Ｃｖａｒの状態を反映するために自身の状態を更新し始める。
【００３０】
本発明にしたがう別の実施形態は、ＣｖａｒＢａｇすなわちＣｖａｒの集合体である。ＣｖａｒＢａｇは、含まれるＣｖａｒのリストをもつ。ＣｖａｒＢａｇは、様々なサブシステムに属するＣｖａｒの集合体であり、Ｃｖａｒの型及び（動的に変化していることがあり得る）値の範囲に必要な拘束を課す。ＣｖａｒＢａｇは、ＣｖａｒＢａｇの作成時に、含まれるＣｖａｒを妥当なデフォールト値に初期化する。ＣｖａｒＢａｇに含まれるＣｖａｒは、リクエストされたＣｖａｒの値、範囲または属性の変更を保有元ＣｖａｒＢａｇに通知する。ＣｖａｒＢａｇは保有するＣｖａｒの範囲及び値に拘束を課し、よって計測器の構成及び使用に際してオペレータを教導する‘ポリシー’を実施する。ＣｖａｒＢａｇはＢａｇ Ｅｖｅｎｔ Ｓｉｎｋのリストを有する。Ｂａｇ Ｅｖｅｎｔ ＳｉｎｋはＣｖａｒについて説明したものと類似の通知の目的のためにある。
【００３１】
図３はＣｖａｒＢａｇ ３００を示す。１つのＣｖａｒ ３２０が示される。Ｃｖａｒ ３２０は、Ｃｖａｒのベクトル３１０及びイベントシンクのベクトル３３０を介してＣｖａｒＢａｇ ３００に連結される。１つのＣｖａｒ ３２０しか示されていないが、ベクトルの存在は、多くのＣｖａｒ ３２０があることを暗示している。これは実際におこり得る。１つのＢａｇには一般に５から２０のＣｖａｒ ３２０がある。
【００３２】
本発明にしたがう別の実施形態はウィジェットである。ウィジェットはＣｖａｒの状態をオペレータに表示する手段であるか、またはＣｖａｒの値を操作する手段であるか、あるいは両者を同時に備える、ソフトウエアオブジェクトである。ウィジェットはＣｖａｒのビューまたは操作手段である。ウィジェットは、Ｃｖａｒの現在値をユーザに表示し、オペレータにＣｖａｒを何らかの方法（タッチスクリーン、マウス操作、キーパッド等）で修正させる。代表的な表示ウィジェットは、計測器のパネル上または取り付けられたプローブ上の有色光（ＬＥＤ）の制御及び／または計測器の画面上の様々なアイコンの制御を行う、ソフトウエアオブジェクトである。代表的な操作手段ウィジェットは、計測器パネル上のノブ及びボタン、タッチスクリーンソフトウエア、またはポインティングデバイス（例：マウス）ソフトウエア、あるいは計測器に取り付けられた、押しボタンを装着し得るプローブを制御するソフトウエアに連結された、ソフトウエアオブジェクトである。
【００３３】
さらに、‘両’カテゴリーに入るウィジェットもある。これらのウィジェットは、メニュー、ダイアログ、ボタン、仮想キーパッド及びキーボード、クリック可能なツリービュー等のオンスクリーングラフィック表示である。さらに付け足せば、リモート制御ウィジェットは、コンピュータネットワークを通してオペレータにより計測器に送信されるリモートコマンドストリングを‘理解’するソフトウエアハンドラオブジェクトである。ハンドラは、これらのコマンド及び関連するクエリーを、対応するＣｖａｒに関する‘ｓｅｔ’及び‘ｇｅｔ’命令に翻訳する。
【００３４】
Ｃｖａｒは、いついかなる時にも、ゼロまたは１つあるいはいくつかのウィジェットと連結できる。したがって、オペレータは、組み付けられている操作手段ウィジェットがどのようなものであってもそれに作用することによりＣｖａｒを操作できる。Ｃｖａｒの状態の修正は必ずＣｖａｒの範囲の直接制御の下にあり、Ｃｖａｒの範囲の直接制御はさらに‘保有元’ＣｖａｒＢａｇの直接制御の下にある。修正されたＣｖａｒ状態はいずれかの組付ウィジェットにより表示されるであろう。修正されたＣｖａｒ状態は一般に、計測器の画面上に表示されるトレース及びデータの様相に影響するであろう。
【００３５】
図４はウィジェットの概念を示す。２つのウィジェット ４２０及び４３０に連結されたＣｖａｒ ４１０が示される。実際上、０からＮの（おそらくは５までの）ウィジェットがあり、この数は、ユーザが計測器の画面上でダイアログを開くか閉じるかするとともに動的に変化する。いくつかのＣｖａｒ ４１０は、例えばフロントパネルの物理的ノブに、対応するソフトウエアウィジェットを介して永続的に連結されたままである。
【００３６】
ウィジェットを作成するため、ウィジェットの保有元、一般にダイアログページがウィジェットを開始し、ウィジェットにＣｖａｒを組み付ける。ウィジェットは変性し、Ｃｖａｒ変更イベントの通知に加入する。ウィジェットは１つのＣｖａｒに連結されるが、Ｃｖａｒはいかなる数のウィジェットにも連結され得る。Ｃｖａｒの値または範囲が変わるか、あるいはフラッグが変わる（例えば読出専用になる）と、Ｃｖａｒはその変更をＣｖａｒの加入者に通知する。通知があると、ウィジェットは、（値が変化した場合には）Ｃｖａｒの値の表示を更新し、（Ｃｖａｒ属性が隠しになれば）ウィジェット自体を見えなくする、等を行う。計測器ユーザがウィジェットの制御具（ボタン、テキスト編集ボックス、スライダーハンドル、色選択メニュー等）を操作すると、ウィジェットのメッセージハンドラがそのアクションを解釈して、Ｃｖａｒにメッセージ、一般にはＩｎｃｒｅｍｅｎｔ（）またはＳｅｔＶａｌｕｅ（）型のメッセージを送る。これが実際にＣｖａｒの状態を変化させれば（例えば、Ｃｖａｒの適合値が既にその範囲の終端にあるときにＣｖａｒのインクリメントを試みた場合には、Ｃｖａｒの状態は変化し得ないであろう）、Ｃｖａｒは通知を送り、ウィジェットは上述したばかりのようにしてその通知に応答するでであろう。
【００３７】
ウィジェットを取り外すため、ウィジェットの保有元はＷｉｄｇｅｔＤｅｔａｔｃｈＣｖａｒ（）メッセージを送ることによりＣｖａｒを削除する。ウィジェットは変性し、Ｃｖａｒ変更イベントの通知から脱退する。
【００３８】
ウィジェットは下表で示されるようにＣｖａｒと適合する。
【００３９】
【表３】

図５はＣｖａｒとその他のコンポーネントとの関係を示す。２つのＣｖａｒ ５１０及び５２０は１つのＣｖａｒＢａｇ ５３０に属する。ＣｖａｒＢａｇ ５３０は、プロセッサ、レンダラ、チャネル等とすることができるエンジン５４０に属する。図５はオペレータ５５０−Ｃｖａｒを操作し、その効果をディスプレイ５５２上でみる人間−も示す。ディスプレイ５５２はエンジン５４０により制御される。ディスプレイ５５２は、垂直または水平幅、またはスケール、または位置、または色、あるいはその他の多くの属性のいずれかの修正をオペレータ５５０が欲する、オシロスコープトレースのディスプレイとすることができる。
【００４０】
図６は、図５で説明した設定を用いて、オペレータが計測器のフロントパネルのノブ（例えば垂直スケールまたは水平スケールのためのノブ）をまわすときにおこる、イベントのシーケンスを示す。ステップＳ１０において、オペレータ５５０がノブをまわす。ステップＳ１２において、ノブウィジェットがＣｖａｒ ５１０をインクリメントする。これは、ノブの‘クリック’毎にリクエスト値を１インクリメントだけ増減することをＣｖａｒ ５１０に告げることを意味する（ノブ一回転当り２４クリック）。ステップＳ１４において、Ｃｖａｒ ５１０は適合値を現在の範囲内にとどまるように拘束する（すなわち、Ｃｖａｒ ５１０はリクエスト値を現在の最大値をこえるか現在の最小値を下回るまで進ませないであろう）。ステップＳ１６において、一般に親（保有元）ＣｖａｒＢａｇ ５３０及び１つまたはそれより多くのウィジェット ５２４及びエンジン５４０であるイベントシンクに、Ｃｖａｒ ５１０が適合値の変更を通知する。ステップＳ１８において、ＣｖａｒＢａｇ ５３０がＣｖａｒ ５１０の内の１つが変更されたことをエンジン５４０に通知する。
【００４１】
エンジンが、ステップＳ２０においてＣｖａｒ ５１０の新しい適合値を以降の処理に用い、ステップＳ２２において、ディスプレイ５５２のようなシンクに、データが変更されたこと及びステップＳ３２におけるように再表示の必要があり得ることを通知する。ステップＳ２４において、他Ｃｖａｒ ５２０の範囲（すなわち最大値または最小値）を修正するためにも、ＣｖａｒＢａｇ ５３０がＣｖａｒ ５１０の新しい値を用いる。ステップＳ２６において、範囲が変更されたことを知る他Ｃｖａｒ ５２０は、適合値を修正し（または関与する実値に依存して修正せず）、ステップＳ２８において、他Ｃｖａｒ ５２０の数値をステップＳ２８で表示する他ウィジェット ５２６（例えばオンスクリーンテキスト領域）のようなシンクに通知する。次いでステップＳ３０において、Ｃｖａｒ ５１０は、続いてＣｖａｒ ５１０の新しい値を再表示する、自身のウィジェット ５２４にも通知する。
【００４２】
図７は、Ｃｖａｒにリクエスト値を設定する場合及びＣｖａｒＢａｇがＣｖａｒの最大値を設定する場合の、２つの場合におけるＣｖａｒの内部動作をさらに詳細に示す。第１の場合には、ウィジェット ５２４がＣｖａｒ ５１０にリクエスト値７１０を設定する。これは、例えば、ウィジェット ５２４がフロントパネル数字キーパッドであり、オペレータが新しい数値をタイプしてエンターキーを押した場合とすることができる。ステップＳ１０において、Ｃｖａｒ ５１０がプロパティにリクエスト値７１０を設定する。ステップＳ２０において、Ｃｖａｒ ５１０が適合値７３０を更新する。ステップＳ３０において、Ｃｖａｒ ５１０が適合値の変更を全てのいかなるイベントシンク７４０にも通知する。ステップＳ４０において、イベントシンクは通常、立ち戻って新しい適合値７３０を取り込み、これを用いる。それぞれの種類のイベントシンクは、システムにおけるそれぞれの機能に適切な仕方で新しい適合値を用いる。例えば、ウィジェットはその値を表示することができ、エンジンは計算を進めるためにその値を用いることができ、ＣｖａｒＢａｇは別のＣｖａｒの範囲を変更できる、等。
【００４３】
第２の場合において、ＣｖａｒＢａｇ ５３０はＣｖａｒ ５１０の最大値を設定する。これは、他Ｃｖａｒの値の変更に応答して行われ得る。ステップＳ５０において、Ｃｖａｒ ５１０がレンジ７２０を設定する。ＣｖａｒＩｎｔ及びＣｖａｒＤｏｕｂｌｅの場合に最も明白であるように、最大値はレンジの要素である。ステップＳ６０において、Ｃｖａｒ ５１０が適合値７３０を更新する。ステップＳ７０において、Ｃｖａｒ ５１０がイベントシンク７４０に通知する。ステップＳ８０において、イベントシンクは通常、立ち戻って新しい適合値７３０を取り込み、第１の場合について説明した様々な仕方で、これを用いる。
【００４４】
オペレータには、計測器のＣｖａｒの完全なセットを保存するため、及び同じまたは別の同様な計測器で後に使用するためにＣｖａｒを再現するための、効率的手段も必要である。オシロスコープまたは関連計測器は、いかなる瞬間にも“状態”を有する。計測器がいつでも以前の状態に復元され得るべきであれば、全状態を格納または記録するための手段が必要となる。
【００４５】
これはコンピュータファイルの形態で行うことができる。このコンピュータファイルは、パネルファイルまたは設定ファイルと呼ばれる。パネルファイルを保存し、再現することができる計測器は、別の時及び／または別の場所における同じタイプの測定の繰返しを可能にする。ユーザに対する利点は、ユーザが標準的な測定を日々繰り返すことができ、ユーザが様々な設定の測定を実施するために計測器の迅速で確実な再構成を行うことができることである。ユーザは、計測器が生産フロアにおける自動検査装置の一部として用いられる場合に、コンピュータ制御の下で計測器の自動再構成を行うこともでき、１つの工業プラント内でも全世界にわたる多くのプラントにかけても、ユーザは実験室または生産フロアにおいて同一測定標準を施行することができる。
【００４６】
計測器の改良モデルが絶え間なく開発され、オペレータが所有する旧モデルを次々に置き換えている。パネルファイルの旧モデルから新モデルへの再現を可能にする仕方でパネル関連型計測器ソフトウエアを設計することが必要である。ユーザに対する利点は、計測器のパネルファイルにある程度具現化されているような、そのようなソフトウエアが、工数をかけて作成した（手動または自動の）標準測定手順を維持することである。本発明は、パネルファイルに具現化された計測器制御状態の電子的な保存、再現及び送達に関する問題の解決を目指している。
【００４７】
多くのＣｖａｒ状態の集合体は、ビジュアルベイシックスクリプトとして記録できる。これは、制御変数オブジェクトに（上述した）“自動インターフェース”と呼ばれるインターフェースが与えられていることによる。この結果、アプリケーションの状態が記録（すなわち保存）されるときに、状態はベイシックスクリプトプログラムの形態で保存される。このことは、主として制御変数概念に基づき、本アーキテクチャで構築されるいかなるアプリケーションにも当てはまるであろう。すなわち、マイクロソフトウインドウズオペレーティングシステムの文脈の範囲内で、計測器ソフトウエアを与えられた“状態”で始動するためには、ベイシックスクリプトが送り出されなければならない。よって、計測器は同じスクリプト化機構により完全に制御及び／または復元できる。
【００４８】
保存されたパネルファイルは、パネルファイルが保存されたときに計測器があった状態を復元する効果により、ディスク上のファイルから計測器に再現することができる。計測器状態は、ユーザがそうしようと決めたときに、ユーザにより名前がつけられたパネルファイルに保存することができる。計測器状態は、あらかじめ設定された時間間隔で、または計測器の電源が切られるときに、自動的に保存することもできる。計測器の電源が切られたときに自動的に保存された計測器状態は、次に計測器の電源が入れられたときに自動的に復元されるであろう。
【００４９】
パネルファイルは個々のＣｖａｒレベルまで細分モジュール化される。個々のＣｖａｒは２つの例：“ａｐｐＡ．ｓｕｂＢ．ｐａｒｔＣ１．ｃｖａｒＸ１”，“ａｐｐＡ．ｓｕｂＢ．ｐａｒｔＣ２．ｃｖａｒＸ１”で示される、階層“パス”または“アドレス”により、パネルファイル内で指定される。これらの意味は：第１は、アプリケーション“ａｐｐＡ”のサブシステム“ｓｕｂＢ”の“ｐａｒｔＣ１”におかれた、“ｃｖａｒＸ１”と名付けられたＣｖａｒにアドレスすることを意味し；第２は、同じアプリケーションの同じサブシステムの“ｐａｒｔＣ２”におかれているが、同じく“ｃｖａｒＸ１”と名付けられた別のＣｖａｒにアドレスすることを意味する。パネルファイルの好ましいフォーマットは、それぞれのＣｖａｒについて一行の、人間が読めるテキストである。しかしこのことは、個々のＣｖａｒレベルまでの細分モジュール性が保たれるならば、バイナリ、または暗号化、または圧縮化のような別のフォーマットを排除するものではない。
【００５０】
パネルファイルテキストは、工業標準プログラミング言語で書かれたコンピュータプログラムを構成することが好ましい。そのような言語の例はビジュアルベイシックスクリプト（ＶＢＳ）であるが、これには限定されない。しかしこのことは、著作権のある言語で書かれたコンピュータプログラムを構成する別のテキストフォーマットを排除するものではない。パネルファイルをサポートする計測器は、コマンドを受けて適切なパネルファイルセクションを自動的に生成する、すなわち書くソフトウエア方法すなわちルーチンを含む。これらの方法はサブシステムの全ての階層レベルにおかれ、よって階層アドレスはサブシステムの階層を自動的に反映する。
【００５１】
パネルファイルをサポートする計測器は、パネルファイルの読出または再現またはロードのためのソフトウエア方法すなわちルーチンを含む。これらの方法はサブシステムの全ての階層レベルにおかれ、よってそれぞれのサブシステムは、局部アドレスにしたがってそのサブシステムに属するＣｖａｒ項目を認識できる。したがって、サブシステムは情報の経路を目標のＣｖａｒに向けて指定することができ、一方階層ツリーの別のブランチにおかれたＣｖａｒは無視できる。
【００５２】
既知のスクリプト言語で書かれたプログラムでもあるパネルファイルは、計測器の自動制御のためのより精巧なプログラムのためのモデルとしてオペレータが使用することができる。与えられたＣｖａｒＢａｇに属する個々のＣｖａｒがパネルファイルに現れる順序は、得られる計測制御状態に影響することなく、随意に変えることができる。これは、それぞれのＣｖａｒがリクエスト値を格納し、拘束が変更されたときは必ず適合値を再設定するという事実の必然的結果である。このことにより、検査手順を自動化し、無人検査または監視を実施することができる。このことにより、許容値を見いだすこともできる。ベイシックスクリプト化を行ってしまえば、許容される設定の範囲をベイシックスクリプトによりクエリーすることができる。次いで、リクエスト値をキャッシュし、クエリーすることができる。このことにより、変数間の拘束を後に解消することができる。
【００５３】
図８は、Ｃｖａｒ、パネルキャプチャ及び検索の初期化を示す。図８はソフトウエアの代表的高水準オブジェクトの階層を示す。現実にはさらに多くの階層がある。実際上の現実的で完全な図は、階層レベル数において、より幅が広くも、より深く（より高く）もあろうが、本図は原理を説明するために用いられる。本図を図１と比較することができる。図８は相異なるレベルにある多くのソフトウエアオブジェクト７２０，７３０及び７４０を示す。ソフトウエアオブジェクト７２０，７３０及び７４０の全てがＣｖａｒ ７５０を“保有”する。したがって、Ｃｖａｒ ７５０の構築及び初期化はトップダウンの、階層態様で進行する。本図では、アプリケーションカーネル７１０（実施においてはこの上にさらに階層があり得る）及びそれぞれのソフトウエハオブジェクト７２０が子オブジェクト７３０の構築及び初期化を行い、それぞれの子オブジェクト７３０が続いてそれぞれ自体の子オブジェクト７４０の構築及び初期化を行い、最後に個々のＣｖａｒ ７５０の構築及び初期化が行われる。
【００５４】
図９は、Ｃｖａｒの初期化を示すフローチャートである。パネルファイルをキャプチャし、パネルファイルを再ロードするフローは同様であり、同じ階層パスをたどる。ステップＳ９１０において、アプリケーションカーネルがアクイジションオブジェクト７２１の構築及び初期化を行う。ステップＳ９１２において、アプリケーションカーネルが前処理オブジェクト７２２の構築及び初期化を行う。ステップＳ９１４において、アプリケーションカーネルが処理オブジェクト７２３の構築及び初期化を行う。ステップＳ９１６において、アプリケーションカーネルがレンダリングオブジェクト７２４の構築及び初期化を行う。ステップＳ９１８において、アクイジションオブジェクト７２１が水平オブジェクト７３１の構築及び初期化を行う。ステップＳ９２０において、アクイジションオブジェクト７２１が垂直オブジェクト７３２の構築及び初期化を行う。ステップＳ９２２において、アクイジションオブジェクト７２１がトリガオブジェクト７３３の構築及び初期化を行う。ステップＳ９２４において、垂直オブジェクト７３２がチャネルオブジェクト７４１の構築及び初期化を行う。ステップＳ９２６において、処理オブジェクト７２３がプロセッサオブジェクト７３５の構築及び初期化を行う。ステップＳ９２８において、レンダリングオブジェクト７２４がレンダラオブジェクト７３６の構築及び初期化を行う。ステップＳ９３０において、レンダラオブジェクト７３６がＣｖａｒ ７５１の構築及び初期化を行う。
【００５５】
以下は、パネルファイルのビジュアルベイシックスクリプトである。階層構造を、パネルファイルにある：

のような‘コンポジットパスストリング’に見ることができる。上記の例においては、主ソフトウエアオブジェクトＷａｖｅＭａｓｔｅｒが、０．０５ボルトのリクエスト値に設定されているＶｅｒＳｃａｌｅのようなＣｖａｒを保有するチャネルＣ１を保有するＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎを保有する。
【００５６】

【００５７】
図１０は本発明を使用するための画面を示す。ディスプレイ画面１０００が示されている。ディスプレイ画面は、今日のオペレーティングシステムのいずれか、例えばマイクロソフトウインドウズにより制御できる。ディスプレイは波形１０１０を示している。ディスプレイ１０００の下部には、保存／再現（ＳＡＶＥ ＲＥＣＡＬＬ）、波形保存（ＳＡＶＥ ＷＡＶＥＦＯＲＭ）、波形再現（ＲＥＣＡＬＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭ）、設定保存（ＳＡＶＥ ＳＥＴＵＰ）、設定再現（ＲＥＣＡＬＬ ＳＥＴＵＰ）及びディスクユーティリティ（ＤＩＳＫ ＵＴＩＬＩＴＩＥＳ）のユーザによる利用を可能にするタブ１０２０がある。ここでは設定保存タブ１０２２が選択されている。設定は、内ボックス１０３０に名前をタイプし、保存（ＳＡＶＥ）ボタン１０４０を押すことにより保存することができる。計測器の設定は、計測器設定ボックス１０５０にビジュアルベイシックファイル名をタイプし、即保存（ＳＡＶＥ ＮＯＷ）ボタン１０６０を押すことにより保存することができる。設定及び計測器設定は、設定再現タブ１０７０を選択することにより同様の仕方で再現することができる。
【００５８】
図１１は、Ｃｖａｒの図式表現を示す。Ｃｖａｒ １１１０が示されている。Ｃｖａｒ １１１０はインクリメント／デクリメント１１２０すなわち状態変更を含む。インクリメント／デクリメントアルゴリズムは、リクエスト値、したがって適合値をレンジの限界内に確実にとどまらせる。Ｃｖａｒは、リクエスト値１１４０、適合値１１３０並びにレンジ限界及び粒度１１７０のためのメモリも含む。適合アルゴリズム１１５０が、レンジ限界及び粒度１１７０並びにリクエスト値１１４０を用いて、適合値１１３０を算出する。適合アルゴリズムは、リクエスト値を確実に記憶させ、得られる適合値をレンジ限界内に確実にとどまらせる。リクエスト値１１４０はリクエスト値１１４０を変更できる。Ｃｖａｒはパーシステンス測定のためのシリアル化１１６０も含む。シリアル化アルゴリズムすなわちプロセスは、Ｃｖａｒ値のパネルファイルへの保存及び保存したＣｖａｒ値のパネルファイルからの復元を担当する。Ｃｖａｒ １１１０は入力及び出力を有する。図１１は、Ｃｖａｒ １１１０とその環境（他のどこかで論じた別のソフトウエアオブジェクト−Ｂａｇ， ウィジェット， 及びエンジン）との間の最も重要な相互作用も示す。操作手段からの入力またはコマンドは、（現在の適合値に対する）リクエスト値１１７２のインクリメント／デクリメント、リクエスト値の提示された新しい値１１７４への設定、及びＣｖａｒのリクエスト値の（内部的に知られる）デフォールト値１１７６への設定を要求できる。イベントシンクからくる出力またはクエリーは、リクエスト値１１８２、適合値１１８４及びレンジ情報１１７８の取得を要求する。このことは詳細には示されていないが、いずれのタイプのＣｖａｒからもテキストストリングの形態及び特定のＣｖａｒタイプのそれぞれに適切な数値またはテキストストリング形態で取得することができる。
【００５９】
すなわち、前述の説明から明らかにされた目的の中でも、上に提示した目的が有効に達成されることがわかるであろうし、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく上記の方法の実施及び提示された構成にある種の変更がなされ得るから、上記説明に含まれ、添付図面に示される、全ての事柄が説明として解されるべきであり、限定する意味で解されるべきではないと目される。
【００６０】
特許請求の範囲が本明細書に説明された本発明の総括的及び特定的特徴の全てを包含し、言葉の問題として、前記総括的及び特定的特徴の間に落ちると言える本発明の範囲に関する全ての言明を包含することを目的としていることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明にしたがって構成されたオシロスコープの動作を概念化した図式表示である
【図２】
Ｃｖａｒを図表で示す
【図３】
ＣｖａｒＢａｇを図表で示す
【図４】
ウィジェット概念の図式表示である
【図５】
Ｃｖａｒとその他のコンポーネントとの関係を示す
【図６】
オペレータが計測器の設定を変更するときにおこるイベントのシーケンスを示す
【図７】
Ｃｖａｒの内部動作をより詳細に示す
【図８】
Ｃｖａｒの初期化、パネルキャプチャ及び検索を示す
【図９】
Ｃｖａｒの初期化を示すフローチャートである
【図１０】
本発明を用いるための画面を示す
【図１１】
Ｃｖａｒの図式表現を示す
【符号の説明】
１１０　　アクイジションハードウエア
１１２　　アクイジション制御モジュール
１１５　　ユーザインターフェース
１２０　　制御変数
１２５　　前処理システム
１３０　　後処理機能
１３５　　処理済データ
１４５　　システム
１５５　　ディスプレイ装置

Claims (20)

1. 計測器の動作を律する、計測器に埋め込まれた内部変数において：
   値を格納するための手段；
   前記値を変更するための手段；及び
   前記値の変更を通知される必要がある他の基本要素に組み付けるための手段；
   を備えることを特徴とする変数。
2. 前記値が許容範囲の値であることを特徴とする請求項１記載の変数。
3. 前記値がリクエストされた値であることを特徴とする請求項１記載の変数。
4. 前記値が適合された値であることを特徴とする請求項１記載の変数。
5. 属性を格納するための手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の変数。
6. 前記適合された値が物理的限界に対応する前記許容範囲内にとどまるように拘束されることを特徴とする請求項４記載の変数。
7. 前記適合された値が最適使用に対応することを特徴とする請求項４記載の変数。
8. 前記リクエストされた値が能力に相当する値に対応することを特徴とする請求項３記載の変数。
9. 前記値が動的に変化し得ることを特徴とする請求項１記載の変数。
10. 前記値が他の内部変数の状態に依存し得ることを特徴とする請求項９記載の変数。
11. 計測器の動作を律するための方法において：
    前記計測器に埋め込まれた内部変数に値を格納するステップ；
    前記値を変更するステップ；及び
    前記内部変数の前記値の変更を他の基本要素に通知するステップ；
    を含むことを特徴とする方法。
12. 前記値が許容範囲の値であることを特徴とする請求項１１記載の方法。
13. 前記値がリクエストされた値であることを特徴とする請求項１１記載の方法。
14. 前記値が適合された値であることを特徴とする請求項１１記載の方法。
15. 前記内部変数に属性を格納するためのステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
16. 前記適合された値が物理的限界に対応する前記許容範囲内にとどまるように拘束されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
17. 前記適合された値が最適使用に対応することを特徴とする請求項１４記載の方法。
18. 前記リクエストされた値が能力に相当する値に対応することを特徴とする請求項１３記載の方法。
19. 前記値が動的に変化し得ることを特徴とする請求項１１記載の変数。
20. 前記値が他の内部変数の状態に依存し得ることを特徴とする請求項１９記載の方法。

Images