JP2011257265A - 波形測定装置および波形測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームのデータ長が規定さていないシリアル信号におけるフレームのデータ長
をユーザが設定することなく、自動的にフレームのデータ長を取得できるようにする。
【解決手段】データ長検出回路３７は、フレームの領域内に存在するデータ転送用の可変
長データフィールドのデータ数をカウントして検出したデータ長をフレームのＩＤごとに
記憶部３６ａに記憶する。これにより、フレームのTimeoutエラーを検出する場合に必要
なデータフィールドのデータ長を自動的に取得できる。さらに、データ長検出回路３７は
、次のフレームの開始を示すフレーム開始検出信号Ｓ３を入力後、標準Checksum演算およ
び拡張Checksum演算のいずれの演算結果が正解（＝0xFF）であるかを判定し、正解を示す
標準／拡張のChecksum演算の演算種類を記憶部３６ａに記憶する。これにより、フレーム
のChecksumエラーを検出する場合に必要なフレームの演算種類を自動的に取得できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、フレームの領域内に存在するデータ転送用のデータフィールドが可変長であ
るシリアル信号の波形をトリガ信号に基づいて測定する波形測定装置および波形測定方法
に関するものである。

近年、車載ＬＡＮ（Local Area Network）の普及が進み、様々なネットワークシステム
が登場している。この車載ＬＡＮには、通信プロトコルとしてＣＡＮ（Controller Area
Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）などが使用されている。ＬＩＮは、
例えばドアやミラー、シートなどのボディ系と呼ばれる装置間の情報をやり取りする通信
プロトコルとして普及が進んでいる。

車載ＬＡＮの開発、評価において不具合が発生した場合に、車載ＬＡＮのバスに流れる
シリアル信号の波形を測定し、不具合の原因を速やかに解析することが重要となる。この
場合、オシロスコープを用いて信号が流れるバス（物理層）を観測することでシステムの
トラブルシュートを行う際に、ソフトウエア部分の不具合と物理層レベルの不具合の切り
分けができる。例えば、ＬＩＮのバス上を流れるシリアル信号の波形を測定する場合、オ
シロスコープのバスの種類をＬＩＮに設定してプローブをＬＩＮのバスに接続する。この
場合、例えばシリアル信号のフレームのＩＤ（識別子）やデータ値などをトリガ条件とし
て指定してその波形を表示させたり、プロトコルエラーを検出してその波形を表示させた
りする（シリアルバストリガ機能）。

図９は、従来例に係るオシロスコープ２００におけるＬＩＮプロトコル対応のトリガ検
出回路２０１の構成例を示すブロック図である。図９に示すトリガ検出回路２０１は、Br
eak検出回路３１、フィールド検出回路３２、比較回路３３、エラー検出回路３４及びト
リガ選択回路３５を備えている。

Break検出回路３１は、ＬＩＮのプロトコルに従ってフレームの先頭のブレークフィー
ルドを検出し、フレームの開始を示すフレーム開始検出信号Ｓ３をフィールド検出回路３
２及びトリガ選択回路３５に出力する。フィールド検出回路３２は、１バイトずつフィー
ルドを検出し、ＩＤ（Protected Identifier）フィールドからＩＤの値を検出し、データ
フィールドからデータの値を検出する。フィールド検出回路３２は、取得したデータの値
を比較回路３３に出力し、ＩＤの値を比較回路３３及びエラー検出回路３４に出力する。

比較回路３３は、操作部８からトリガ条件を示すＩＤ／データ設定値Ｓ２を入力し、フ
ィールド検出回路３２から入力したシリアル信号のＩＤ／データに当該トリガ条件が一致
するか否か判断する。比較回路３３は、シリアル信号のフレームがトリガ条件に一致する
場合にはトリガ選択回路３５にトリガ信号を出力し、シリアル信号のフレームがトリガ条
件に一致しない場合にはトリガ信号を出力しない。

エラー検出回路３４は、操作部８からエラー検出対象とするフレームのＩＤ、そのフレ
ーム長及びChecksum演算種類が設定され、フィールド検出回路３２からフレームのＩＤを
入力する。エラー検出回路３４は、操作部８により設定されたＩＤとフィールド検出回路
３２から入力したＩＤとを比較する。エラー検出回路３４は、これらのＩＤが一致した場
合、操作部８により設定されたフレームのデータ長に基づいて入力フレームのTimeoutエ
ラーを検出し、またChecksum演算種類に基づいてChecksumエラー検出を行う。エラー検出
回路３４は、Timeoutエラー又はChecksumエラーなどのプロトコルエラーを検出した場合
、トリガ信号を生成してトリガ選択回路３５に出力する。

トリガ選択回路３５は、Break検出回路３１、比較回路３３及びエラー検出回路３４か
ら入力したトリガ信号から最終的に出力するトリガ信号を選択する。例えば、トリガ選択
回路３５は、エラー検出回路３４からトリガ信号を入力した場合、ＬＩＮのプロトコルエ
ラーを示すトリガ信号を後段に出力する。

ここで、Timeoutエラー及びChecksumエラーのプロトコルエラーを検出する場合にフレ
ームのデータ長が必要となる。例えば、Timeoutエラーは、フレーム全体のデータ長又は
レスポンスのデータ長が規定値より長い場合に生じる。このようにTimeoutエラーを検出
する場合、フレーム全体のデータ長又はレスポンスのデータ長が必要となる。

また、Checksumエラーは、データフィールドの値にChecksumフィールドの値を加算して
フレームのChecksumの演算結果が「0xFF」ではない場合に生じる。このようにChecksumエ
ラーを検出する場合、レスポンスの何バイト目にChecksumフィールドが存在するかを把握
しておく必要がある。従って、レスポンスの何バイト目にChecksumフィールドが存在する
かを把握するためには、フレームのデータ長が必要となる。さらにＬＩＮプロトコルでは
、Checksumの演算方法には、標準Checksum演算と拡張Checksum演算の２種類がある。標準
Checksum演算は、データフィールド及びChecksumフィールドのChecksum演算結果が0xFFと
なる。拡張Checksum演算は、ＩＤフィールド、データフィールド及びChecksumフィールド
のChecksum演算結果が0xFFとなる。このように演算種類が２種類あるので、Checksumエラ
ーを検出する場合は、演算種類を識別する情報も必要となる。

しかしながら、フレームの領域内に存在するデータ転送用のデータフィールドは可変長
である。このデータ長及び演算種類は、ＬＩＮ毎にＩＤフィールドで示されるＩＤと関連
付けて決められており、フレーム内において明示されていない。そこで、上述したように
ユーザが図９の操作部８からエラー検出対象とするフレームのＩＤ、そのフレーム長及び
Checksum演算種類を設定する。しかし、検出対象とするＩＤが１つに絞られるため、任意
のＩＤで発生したプロトコルエラーを検出することが困難である。

また、観測するフレームのデータ長は全て同一と仮定して定義し、任意のＩＤをトリガ
条件とすることも行われている。しかし、データ長やChecksum演算種類の異なるフレーム
が存在する場合には正確にプロトコルエラー検出を行うことができない問題がある。

このような問題を解決する方法として、全てのＩＤについてそれぞれデータ長とChecks
um演算種類を設定する方法や、それぞれのＩＤに対してデータ長及びChecksum演算種類が
定義された定義ファイルを読み込む方法が提案されている。図１０は、従来例に係るオシ
ロスコープ３００のトリガ検出回路３０１の構成例を示すブロック図である。なお、図９
に示したトリガ検出回路２０１と同じ構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は省
略する。

図１０に示すトリガ検出回路３０１は、データ長検索回路３６を備えている。データ長
検索回路３６の記憶部３６ａには、図１１に示すＩＤ−データ長定義リスト４１が記憶さ
れている。このＩＤ−データ長定義リスト４１は、定義ファイルや操作部８などから事前
に、各ＩＤに対してデータ長及び拡張／標準のChecksum演算種類が設定されて作成される
。

ＩＤ−データ長定義リスト４１の「ＩＤ」項目にはフレームのＩＤフィールドの値が設
定される。「拡張ビット」項目には標準Checksumまたは拡張Checksumの演算種類が設定さ
れる。例えば、標準Checksumの場合には「０」が設定され、拡張Checksumの場合には「１
」が設定される。「データ長」項目にはフレームにおけるデータフィールドのデータ長が
設定される。

データ長検索回路３６は、フィールド検出回路３２から入力したフレームのＩＤの値か
ら、ＩＤ−データ長定義リスト４１のＩＤを検索してデータフィールドのデータ長とChec
ksum演算種類をエラー検出回路３４に出力する。エラー検出回路３４は、データ長検索回
路３６から入力したデータフィールドのデータ長に基づいて入力フレームのTimeoutエラ
ーを検出し、またChecksum演算種類に基づいてChecksumエラー検出を行う。

ところで、データ長検索回路３６に定義ファイルを読み込ませてＩＤ−データ長定義リ
スト４１を作成した場合であっても、ユーザがいちいち定義ファイルを用意して記憶部３
６ａに記憶する必要があり煩わしさがあった。

このような従来例に関連して特許文献１には、シリアル信号の波形を測定するオシロス
コープが開示されている。特許文献１のオシロスコープによれば、ノード識別子と波形デ
ータを１対１に対応させてメモリに保存するようにした技術である。これにより、異常波
形が検出された場合に波形データをシリアルデータにデコードすることなく、その異常波
形の送信元ノードを特定することができるようになる。

特開２００８−１３９１８０号公報

しかしながら、シリアル信号におけるフレームのデータ長が規定さていないＬＩＮなど
に特許文献１のオシロスコープを適用した場合、異常波形を検出する際に予めフレームの
データ長とChecksum演算種類をＩＤごとに設定する必要があり煩わしさがある。また、上
述したように従来例に係るオシロスコープ２００，３００をＬＩＮに適用した場合にも、
事前にフレームのデータ長とChecksum演算種類をＩＤごとに設定する必要がありユーザに
とって面倒であった。

そこで、本発明は上述した従来例に係る課題を解決したものであって、ユーザが識別子
ごとにシリアル信号におけるフレームのデータ長をいちいち設定することなく、フレーム
のデータ長を自動的に取得できるようにした波形測定装置および波形測定方法を提供する
ことを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る波形測定装置は、フレームの領域内に存
在するデータ転送用のデータフィールドが可変長であるシリアル信号の波形を測定する波
形測定装置において、前記データフィールドのデータ数をカウントしてデータ長を検出す
るデータ長検出回路と、前記フレームを識別する識別子ごとに前記データ長を記憶する記
憶部とを備えるものである。

本発明に係る波形測定装置によれば、データ長検出回路は、フレームの領域内に存在す
るデータ転送用の可変長データフィールドのデータ数をカウントしてデータ長を検出する
。さらに、このデータ長検出回路は、フレームの可変長データフィールドのデータに基づ
いて誤り検出を行う標準誤り演算回路と、フレームの領域内に存在する識別子フィールド
の識別子及び前記可変長データフィールドのデータに基づいて誤り検出を行う拡張誤り演
算回路とデータ長書き込み信号生成回路を備える。

このデータ長書き込み信号生成回路は、次のフレームの開始を示す信号を入力後、標準
誤り演算回路および拡張誤り演算回路のいずれの演算結果が正解であるかを判定し、正解
を示す標準誤り演算回路または拡張誤り演算回路の演算種類を記憶部に記憶すると共に、
データフィールドカウンタによりカウントしたデータ長を記憶部に記憶するように制御す
る。

本発明に係る波形測定装置及び波形測定方法によれば、フレームの領域内に存在するデ
ータ転送用のデータフィールドが可変長であるシリアル信号の波形を測定する場合におい
て、可変長データフィールドのデータ数をカウントして検出したデータ長をフレームの識
別子ごとに記憶部に記憶するものである。

この構成によって、フレームのプロトコルエラーを検出する場合に必要なフレームのデ
ータ長を自動的に取得できる。従って、ユーザが識別子ごとにフレームのデータ長をいち
いち設定する必要がないので、波形測定装置のユーザビリティを向上できる。

ＬＩＮバス５１の構成例を示す図である。 ＬＩＮにおけるフレームの構成例を示す図である。 ＬＩＮプロトコル対応のオシロスコープ１００の構成例を示すブロック図である。 トリガ検出回路３の構成例を示すブロック図である。 データ長検出回路３７の構成例を示すブロック図である。 Ａ〜Ｇはデータ長検出回路３７の動作例を示すタイミングチャートである。 ＩＤ−データ長定義リスト３０の構成例を示す図である。 ＩＤ−データ長定義リスト３０の画面表示例を示す図である。 従来例に係るオシロスコープ２００におけるトリガ検出回路２０１の構成例を示すブロック図である。 従来例に係るオシロスコープ３００のトリガ検出回路３０１の構成例を示すブロック図である。 従来例に係るＩＤ−データ長定義リスト４１の構成例を示す図である。

続いて図面を参照しながら本発明に係る波形測定装置及び波形測定方法の実施形態につ
いて説明する。本発明は、フレームの領域内に存在するデータ転送用のデータフィールド
が可変長であるシリアル信号の波形を測定する場合において、可変長データフィールドの
データ数をカウントして検出したデータ長をフレームの識別子ごとに記憶部に記憶するこ
とで、フレームのプロトコルエラーを検出する場合に必要なフレームのデータ長を自動的
に取得できるようにするものである。

図１に示すＬＩＮバス５１は、バス型のネットワークトポロジーを形成している。ＬＩ
Ｎバス５１はシングルマスタ方式で構成され、１つのマスタノード５１ａと複数のスレー
ブノード５１ｂ〜５１ｄがバス５０に接続されている。マスタノード５１ａがスレーブノ
ード５１ｂ〜５１ｄにデータの要求を行い、スレーブノード５１ｂ〜５１ｄはマスタノー
ド５１ａの要求に対して応答する。スレーブノード５１ｂ〜５１ｄには、例えばドアやミ
ラー、シートなどのボディ系と呼ばれる装置が対応する。

バス５０には、波形測定装置の一例であるオシロスコープ１００が接続されている。こ
の例で、オシロスコープ１００のバスの種類をＬＩＮに設定してプローブをバス５０に接
続する。オシロスコープ１００は、各ノード５１ａ〜５１ｄから出力されてバス５０に流
れるシリアル信号の波形を測定する。例えば、シリアル信号のフレームのＩＤ（識別子）
やデータ値などをトリガ条件として指定してその波形を表示させたり、プロトコルエラー
を検出してその波形を表示させたりする（シリアルバストリガ機能）。このように、オシ
ロスコープ１００を用いてバス５０を流れるシリアル信号を観測することで、トラブルシ
ュートを行う際にソフトウエア部分の不具合と、物理層レベルの不具合の切り分けができ
る。

続いて図２を参照してＬＩＮのフレームの構成例について説明する。図２に示すフレー
ムは、ヘッダ及びレスポンスから構成されている。ヘッダは、ブレークフィールド、同期
フィールド及びＩＤ（Protected Identifier）フィールドから構成されている。ヘッダの
先頭領域にあるブレークフィールドは、新しいフレームの始まりを示す可変長のフィール
ドである。１３ビット〜１６ビットの「０」（固定値ゼロ）から成る。

ブレークフィールドに続く同期フィールドは、通信レート同期のためのフィールドであ
り、スレーブノード５１ｂ〜５１ｄがマスタノード５１ａと同期をとって通信を行うため
の１０ビット固定長のフィールドである。同期フィールドに続くＩＤフィールドは、フレ
ームの種類を指定する１０ビット固定長のフィールドである。ＩＤ（識別子）は「０」〜
「６３」（６ビット）の値をとる。

レスポンスは、データフィールド（可変長データフィールド）及びChecksumフィールド
から構成されている。レスポンスの先頭にあるデータフィールドは、データを転送する可
変長のフィールドである。予め取り決められたバイト数（１〜８バイト）のデータを伝送
する。データのフィールド長は、１ビットのスタートビットと１ビットのストップビット
を１バイトのデータに加えて１０ビットから構成される。

データフィールドに続くChecksumフィールドは、データ確認用の１０ビット固定長のフ
ィールドである。データ受信側は送られてきたデータのChecksum演算結果に基づいて、デ
ータに誤りがないかどうかを確認する。Checksumフィールドのフィールド長は，８ビット
のChecksumの前後に1ビットのスタートビットと1ビットのストップビットが加わって１０
ビットとなる。

続いて図３を参照してオシロスコープ１００の構成例について説明する。図３に示すオ
シロスコープ１００は、入力部１、Ａ／Ｄ変換器２、トリガ検出回路３、データ処理回路
４、メモリ５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６、表示部７及び操作部８を備えて
いる。入力部１は、例えばマスタノード５１ａからスレーブノード５１ｂ〜５１ｄに向け
て出力されたシリアル信号を入力する。入力部１は、このシリアル信号に対して増幅又は
減衰処理を実施してＡ／Ｄ変換器２とトリガ検出回路３に出力する。

Ａ／Ｄ変換器２は、シリアル信号をＡ／Ｄ変換して波形データを生成してデータ処理回
路４に出力する。トリガ検出回路３は、操作部８からデータ長検出制御信号Ｓ１やＩＤ／
データ設定値Ｓ２を入力する。トリガ検出回路３は、操作部８からデータ長検出制御信号
Ｓ１を入力した場合、図２に示したフレームの領域内に存在するデータ転送用のデータフ
ィールドのデータに基づいて誤り検出を行う標準Checksumと、フレームの領域内に存在す
る個別ＩＤフィールドのＩＤ及びデータフィールドのデータに基づいて誤り検出を行う拡
張Checksumの演算を行う。この標準Checksumと拡張Checksumのいずれの演算結果が正解（
0xFF）であるか否かを判定し、正解を示す標準Checksumまたは拡張Checksumの演算種類を
記憶部３６ａ（図４参照）に記憶すると共にChecksumフィールドまでのデータフィールド
のデータ数をカウントしたデータ長を記憶部３６ａに記憶する。これにより、フレームの
プロトコルエラーを検出する場合に必要なフレームのデータ長やChecksum演算用の種類を
自動的に取得できる。従って、ユーザがＩＤごとにデータフィールドのデータ長やChecks
um演算用の種類をいちいち設定する必要がないので、オシロスコープ１００のユーザビリ
ティを向上できる。

一方で、トリガ検出回路３は、操作部８からトリガ条件を示すＩＤ／データ設定値Ｓ２
を入力した場合、シリアル信号がトリガ条件に一致するか否か判断する。トリガ検出回路
３は、シリアル信号がトリガ条件に一致する場合にはデータ処理回路４にトリガ信号を出
力し、シリアル信号がトリガ条件に一致しない場合にはトリガ信号を出力しない。

データ処理回路４は、トリガ検出回路３からトリガ信号を入力した場合、Ａ／Ｄ変換器
２から入力した波形データをメモリ５に記憶する。データ処理回路４は、ＣＰＵ６からの
制御信号に基づいて、メモリ５に記憶された波形データを読み出して表示部７に出力する
。表示部７は、データ処理回路４から入力した波形データを表示する。

続いて図４を参照してＬＩＮプロトコル対応のトリガ検出回路３の構成例について説明
する。図４に示すトリガ検出回路３は、Break検出回路３１、フィールド検出回路３２、
比較回路３３、エラー検出回路３４、トリガ選択回路３５、データ長検索回路３６及びデ
ータ長検出回路３７を備えている。

Break検出回路３１は、図２に示したＬＩＮのプロトコルに従ってフレームの先頭のブ
レークフィールドを検出し、フレームの開始を示すフレーム開始検出信号Ｓ３をフィール
ド検出回路３２、トリガ選択回路３５及びデータ長検出回路３７に出力する。フィールド
検出回路３２は、１バイトずつフィールドを検出し、ＩＤフィールドからＩＤの値を取得
し、データフィールドからデータの値を取得する。フィールド検出回路３２は、取得した
データの値を比較回路３３に出力し、ＩＤの値を比較回路３３及びデータ長検索回路３６
に出力する。

データ長検出回路３７は、操作部８からデータ長検出制御信号Ｓ１を入力した場合、フ
レームのデータフィールドのデータに基づいて誤り検出を行う標準Checksumとフレームの
個別ＩＤフィールドのＩＤ及びデータフィールドのデータに基づいて誤り検出を行う拡張
Checksumの演算を行う。この標準Checksumと拡張Checksumのいずれの演算結果が正解（0x
FF）であるか否かを判定し、正解を示す標準Checksumまたは拡張Checksumの演算種類をデ
ータ長検索回路３６に出力すると共に当該Checksumフィールドまでのデータフィールドの
データ数をカウントしたデータ長をデータ長検索回路３６に出力する。

データ長検索回路３６は、フレームのデータ長及びChecksum演算種類をフレームのＩＤ
ごとに記憶部３６ａに記憶する。データ長検索回路３６は、フィールド検出回路３２から
入力したフレームのＩＤの値から、記憶部３６ａに記憶されたＩＤを検索してフレームの
データ長とChecksum演算種類を検索してエラー検出回路３４に出力する。エラー検出回路
３４は、フレームのデータ長に基づいてフレームのTimeoutエラーを検出し、またChecksu
m演算種類に基づいてChecksumエラー検出を行う。エラー検出回路３４は、Timeoutエラー
又はChecksumエラーを検出した場合、プロトコルエラーを示すトリガ信号を生成してトリ
ガ選択回路３５に出力する。

一方、比較回路３３は、操作部８からトリガ条件を示すＩＤ／データ設定値Ｓ２を入力
し、フィールド検出回路３２から入力したシリアル信号のＩＤ／データに当該トリガ条件
が一致するか否か判断する。比較回路３３は、シリアル信号のフレームがトリガ条件に一
致する場合にはトリガ選択回路３５にトリガ信号を出力し、シリアル信号のフレームがト
リガ条件に一致しない場合にはトリガ信号を出力しない。トリガ選択回路３５は、Break
検出回路３１、比較回路３３及びエラー検出回路３４から入力したトリガ信号から最終的
に出力するトリガ信号を選択する。例えば、トリガ選択回路３５は、エラー検出回路３４
からトリガ信号を入力した場合、プロトコルエラーを示すトリガ信号をデータ処理回路４
に出力する。

データ処理回路４は、プロトコルエラーを示すトリガ信号を入力した場合、Ａ／Ｄ変換
器２から入力した波形データをメモリ５に記憶すると共にメモリ５に記憶された波形デー
タを読み出して表示部７に出力する。表示部７は、波形データと共にプロトコルエラーを
示す情報を表示する。

続いて図５を参照してデータ長検出回路３７の構成例について説明する。図５に示すデ
ータ長検出回路３７は、データフィールドカウンタ３７１、標準Checksum演算回路３７２
、拡張Checksum演算回路３７３及びデータ長書き込み信号生成回路３７５を備えている。
図５に示すBreak検出回路３１がフレームの先頭のブレークフィールドを検出するとフレ
ームの開始を示すフレーム開始検出信号Ｓ３をデータフィールドカウンタ３７１、標準Ch
ecksum演算回路３７２、拡張Checksum演算回路３７３及びデータ長書き込み信号生成回路
３７５に出力する。

データフィールドカウンタ３７１は、Break検出回路３１からフレーム開始検出信号Ｓ
３を入力すると、ＩＤフィールド検出後にカウンタをリセットしてデータフィールドのデ
ータを検出するごとにカウンタをカウントアップさせる。標準Checksum演算回路３７２は
標準誤り演算回路の一例であり、フレームの領域内に存在するデータ転送用の可変長デー
タフィールドのデータに基づいて誤り検出を行う。この例で、標準Checksum演算回路３７
２は、データフィールド及びChecksumフィールドのChecksum演算結果が0xFFとなる値を正
常時に出力する。拡張Checksum演算回路３７３は拡張誤り演算回路の一例であり、フレー
ムの領域内に存在するＩＤフィールドのＩＤ及び可変長データフィールドのデータに基づ
いて誤り検出を行う。この例で、拡張Checksum演算回路３７３は、ＩＤフィールド、デー
タフィールド及びChecksumフィールドのChecksum演算結果が0xFFとなる値を正常時に出力
する。

データ長書き込み信号生成回路３７５は、次のフレームの開始を示すフレーム開始検出
信号Ｓ３を入力後、標準Checksum演算回路３７２および拡張Checksum演算回路３７３のい
ずれの演算結果が正解（0xFF）であるかを判定する。データ長書き込み信号生成回路３７
５は、正解を示す標準／拡張Checksumの演算種類と書き込みイネーブル信号Ｓ４をデータ
長検索回路３６に出力する。データフィールドカウンタ３７１は、カウント値から「１」
をマイナスした値をデータ長としてデータ長検索回路３６に出力する。カウント値から「
１」をマイナスする理由は、Checksumフィールドもカウントしているからである。データ
長検索回路３６は、書き込みイネーブル信号Ｓ４によりフレームのデータ長及び標準／拡
張Checksumの演算種類をＩＤごとに記憶部３６ａに記憶する。

操作部８からデータ長書き込み信号生成回路３７５に出力されるデータ長検出制御信号
Ｓ１は、データ長検出動作を有効にするか無効にするかを制御する信号である。無効を示
すデータ長検出制御信号Ｓ１の場合、データ長書き込み信号生成回路３７５は書き込みイ
ネーブル信号Ｓ４をデータ長検索回路３６に出力しない。有効を示すデータ長検出制御信
号Ｓ１の場合、データ長書き込み信号生成回路３７５は書き込みイネーブル信号Ｓ４をデ
ータ長検索回路３６に出力する。これにより、データ長を自動検出するモードのＯＮ／Ｏ
ＦＦの切り替えを操作部８から可能である。

例えば、ＬＩＮバス５１にオシロスコープ１００を初めて接続する場合に、操作部８か
らデータ長を自動検出するモードをＯＮに設定して、フレームのデータ長及びChecksum演
算種類をＩＤごとに取得して記憶部３６ａに記憶する。また、過去にオシロスコープ１０
０をＬＩＮバス５１に接続したことがある場合、操作部８からデータ長を自動検出するモ
ードをＯＦＦに設定して、記憶部３６ａにＩＤごとに記憶されたフレームのデータ長及び
Checksum演算種類を参照する。

続いて図６Ａ〜図６Ｇを参照してデータ長検出回路３７の動作例について説明する。Br
eak検出回路３１は、タイムスケジュール（ｔｓ）の時刻ｔ１で図６Ａに示すシリアル信
号のフレームを検出して図６Ｆのフレーム開始検出信号Ｓ３を出力する。図６Ｃに示す拡
張Checksum演算回路３７３は時刻ｔ２で、ＩＤフィールドを先頭として誤り検出を開始す
る。図６Ｄに示すデータフィールドカウンタ３７１は時刻ｔ２で、カウンタをリセットす
る。フィールド検出回路３２は時刻ｔ２で、図６Ｅに示すようにＩＤ（＝0x01）を検出す
る。

図６Ｂに示す標準Checksum演算回路３７２は時刻ｔ３で、データフィールドを先頭とし
て誤り検出を開始する。図６Ｃに示す拡張Checksum演算回路３７３は時刻ｔ３で、ＩＤフ
ィールドの値にデータＤ１を加算した総計（＝0xF5）を演算する。図６Ｄに示すデータフ
ィールドカウンタ３７１は時刻ｔ３で、データフィールドのデータＤ１を検出してカウン
タを「１」にカウントアップさせる。

図６Ｂに示す標準Checksum演算回路３７２は時刻ｔ４で、データＤ１にデータＤ２を加
算した総計（＝0x8A）を演算する。図６Ｃに示す拡張Checksum演算回路３７３は時刻ｔ４
で、前回までの総計（＝0xF5）にデータＤ２を加算した新たな総計（＝0x4C）を演算する
。図６Ｄに示すデータフィールドカウンタ３７１は時刻ｔ４で、データＤ２を検出してカ
ウンタを「２」にカウントアップさせる。

図６Ｂに示す標準Checksum演算回路３７２は時刻ｔ５で、前回までの総計（＝0x8A）に
Checksumフィールドの値を加算した新たな総計（＝0x3E）を演算する。図６Ｃに示す拡張
Checksum演算回路３７３は時刻ｔ５で、前回までの総計（＝0x4C）にChecksumフィールド
の値を加算した新たな総計（＝0xFF）を演算する。図６Ｄに示すデータフィールドカウン
タ３７１は時刻ｔ５で、Checksumフィールドを検出してカウンタを「３」にカウントアッ
プさせる。

データ長書き込み信号生成回路３７５は時刻ｔ６で、図６Ｆに示す次のフレームのフレ
ーム開始検出信号Ｓ３を入力後、標準Checksum演算回路３７２および拡張Checksum演算回
路３７３のいずれの演算結果が正解（0xFF）であるかを判定する。この例では、図６Ｃに
示す拡張Checksum演算回路３７３の演算結果が正解（0xFF）になっている。

データ長書き込み信号生成回路３７５は時刻ｔ７で、正解を示す拡張Checksumの演算種
類と図６Ｇの書き込みイネーブル信号Ｓ４をデータ長検索回路３６に出力する。図６Ｄの
データフィールドカウンタ３７１は、カウント値「３」から「１」をマイナスしたカウン
ト値「２」をデータフィールドのデータ長としてデータ長検索回路３６に出力する。デー
タ長検索回路３６は、フレームのＩＤ（＝１）、データフィールドのデータ長（＝２）及
びChecksum演算種類（＝拡張）を記憶部３６ａに図７に示すＩＤ−データ長定義リスト３
０として記憶する。

続いて図７を参照してＩＤ−データ長定義リスト３０について説明する。図７に示すＩ
Ｄ−データ長定義リスト３０は、データ長検出回路３７により検出されたフレームにおけ
るデータフィールドのデータ長とChecksum演算用の種類をＩＤごとに登録したものである
。

ＩＤ−データ長定義リスト３０は記憶部３６ａに記憶され、「ＩＤ」項目、「検出ビッ
ト」項目、「拡張ビット」項目及び「データ長」項目から構成されている。「ＩＤ」項目
にはフレームのＩＤフィールドの値が設定される。「検出ビット」項目にはデータフィー
ルドのデータ長及びChecksum演算用の種類が検出されたか否かが設定される。例えば、デ
ータフィールドのデータ長及びChecksum演算用の種類が検出された場合には「１」が設定
され、データ長及びChecksum演算用の種類が検出されなかった場合には「０」が設定され
る。これにより、未検出のＩＤを認識できるようになる。

「拡張ビット」項目には標準Checksumまたは拡張Checksumの演算種類が設定される。例
えば、標準Checksumの場合には「０」が設定され、拡張Checksumの場合には「１」が設定
される。「データ長」項目にはデータフィールドのデータ長が設定される。

この例で、図６で検出したＩＤ＝「１」の場合、図７に示すＩＤ−データ長定義リスト
３０には、「ＩＤ」項目には「0x01」が設定され、「検出ビット」項目には「１」が設定
され、「拡張ビット」項目には拡張Checksumを示す「１」が設定され、「データ長」項目
にはデータ長＝「２」を示す「0x02」が設定されている。

続いて図８を参照してＩＤ−データ長定義リスト３０の画面表示例について説明する。
図８に示す画面表示は、ＩＤ−データ長定義リスト３０を図３の表示部７に表示した画面
である。例えば、図３のＣＰＵ６の制御信号に基づいて、記憶部３６ａからＩＤ−データ
長定義リスト３０を読み出して表示部７に表示する。これにより、ＬＩＮバス５１のフレ
ーム情報の確認が可能になり、評価前の事前チェックとして有効である。

図８に示す画面表示において、本来存在すべきＩＤが未検出（Not Detect）であった場
合は、ＬＩＮバス５１にそのＩＤのフレームが流れていないか、又はChecksumの演算結果
に異常がある等の不具合があったと想定できる。この場合、未検出のＩＤをトリガ条件に
して波形を取得して解析することで、迅速に不具合の現象を把握できる。

従来のオシロスコープでも、フレームのリスト表示機能は存在しているが、それは図３
のメモリ５に記憶された波形データを画面に表示して解析を行った結果である。このため
、多くのＩＤのフレームについて結果を得るためには波形取得時間を長くする必要があり
、波形取得時間を長くすればメモリ５の容量制限によっては全てＩＤのフレームを表示で
きない場合もある。

本発明では、画面表示を表示部７に表示する場合にオシロスコープ１００のメモリ５に
記憶した波形データを処理するのではなく、入力されたシリアル信号に対してトリガ検出
回路３で直接処理するので、オシロスコープ１００における表示時間のレンジを調整する
必要がない。またオシロスコープ１００における波形データ未取得時間（デッドタイム）
の影響は無く、漏れなくフレームを検出することができる。

このように、本発明に係るオシロスコープ１００によれば、フレームの領域内に存在す
るデータ転送用のデータフィールドが可変長であるシリアル信号の波形を測定する場合に
おいて、可変長データフィールドのデータ数をカウントして検出したデータ長をフレーム
のＩＤごとに記憶部３６ａに記憶するものである。これにより、フレームのTimeoutエラ
ーを検出する場合に必要なデータフィールドのデータ長を自動的に取得できる。

さらに、データ長検出回路３７は、次のフレームの開始を示すフレーム開始検出信号Ｓ
３を入力後、標準Checksum演算および拡張Checksum演算のいずれの演算結果が正解（＝0x
FF）であるかを判定し、正解を示す標準／拡張のChecksum演算の演算種類を記憶部３６ａ
に記憶する。これにより、フレームのChecksumエラーを検出する場合に必要なフレームの
演算種類を自動的に取得できる。従って、ユーザがＩＤごとにフレームのデータ長やChec
ksum演算種類をいちいち設定する必要がないので、オシロスコープ１００のユーザビリテ
ィを向上できる。

なお、フレームのデータ長が規定さていないシリアル信号としてＬＩＮの通信プロトコ
ルを用いて実施形態を説明したが、ＬＩＮに限らずフレームのデータ長が規定さていない
シリアル信号であれば良い。

本発明は、フレームの領域内に存在するデータ転送用のデータフィールドが可変長であ
るシリアル信号の波形をトリガ信号に基づいて測定する波形測定装置に適用して極めて好
適である。

３２・・・フィールド検出回路、３４・・・エラー検出回路、３６・・・データ長検索
回路、３６ａ・・・記憶部、３７・・・データ長検出回路、１００・・・オシロスコープ
（波形測定装置）、３７１・・・データフィールドカウンタ、３７２・・・標準Checksum
演算回路（標準誤り演算回路）、３７３・・・拡張Checksum演算回路（拡張誤り演算回路
）、３７５・・・データ長書き込み信号生成回路

Claims (4)

1. フレームの領域内に存在するデータ転送用のデータフィールドが可変長であるシリアル
   信号の波形を測定する波形測定装置において、
   前記データフィールドのデータ数をカウントしてデータ長を検出するデータ長検出回路
   と、
   前記フレームを識別する識別子ごとに前記データ長を記憶する記憶部とを備えることを
   特徴とする波形測定装置。
2. 前記フレームの領域内に存在する識別子フィールドから識別子の値を検出するフィール
   ド検出回路と、
   前記フィールド検出回路により検出された識別子に基づいて、前記記憶部に記憶された
   データ長を検索するデータ長検索回路と、
   検索された前記データ長と入力したフレームのデータ長を比較し、比較結果に基づいて
   フレームのエラーを検出するエラー検出回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載
   の波形測定装置。
3. 前記データ長検出回路は、
   前記データフィールドのデータ数をカウントしてデータ長を検出するデータフィールド
   カウンタと、
   前記フレームの可変長データフィールドのデータに基づいて誤り検出を行う標準誤り演
   算回路と、
   前記フレームの領域内に存在する識別子フィールドの識別子及び前記可変長データフィ
   ールドのデータに基づいて誤り検出を行う拡張誤り演算回路と、
   次のフレームの開始を示す信号を入力後、前記標準誤り演算回路および前記拡張誤り演
   算回路のいずれの演算結果が正解であるかを判定し、正解を示す前記標準誤り演算回路ま
   たは前記拡張誤り演算回路の演算種類を前記記憶部に記憶すると共に、前記データフィー
   ルドカウンタによりカウントしたデータ長を前記記憶部に記憶するように制御するデータ
   長書き込み信号生成回路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の波形測定装置。
4. フレームの領域内に存在するデータ転送用のデータフィールドが可変長であるシリアル
   信号の波形を測定する波形測定装置が、
   前記データフィールドのデータ数をカウントしてデータ長を検出するステップと、
   前記フレームを識別する識別子ごとに前記データ長を記憶部に記憶するステップとを有
   することを特徴とする波形測定方法。

Images