JP2014178206A - 計測装置、計測方法、及び計測プログラム - Google Patents

計測装置、計測方法、及び計測プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】温度変化の影響を軽減しつつイベント時間の計測精度を向上させる。
【解決手段】イベント処理時間計算部16は、クロックカウンタ11のクロックにより、イベントの開始を示すイベント開始情報とイベントの終了を示すイベント終了情報の間のイベントの処理時間を算出する。第1のカウンタ18及び第2のカウンタ19は、複数の連続する処理時間毎の発生回数をカウントする。イベント時間算出部20は、イベント処理時間計算部16が算出した処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間と処理時間毎の発生回数に基づいて、クロックカウンタ11の分解能の間の精度のイベント処理時間の推定値を算出する。
【選択図】図1

Description

本発明は、イベント処理時間を計測するのに用いられる計測装置、計測方法、及び計測プログラムに関する。
イベント処理時間は、イベントの開始時刻からイベントの終了時刻の間を、測定用クロックをカウントすることで計測できる。この場合、高い精度でイベント処理時間を計測するためには、測定で必要とする分解能よりも高速の測定用クロックを用いる必要がある。しかしながら、測定用クロックとして高速のクロックを用いると、クロックの精度を保障することが難しくなる。
これに対して、例えば特許文献1には、測定用クロックで整数部の測定を行い、計測で端数となる時間を、三角波を用いて測定し、A/D(Analog to Digital)変換して補正するものが提案されている。特許文献1に示すような構成とすれば、測定用クロックの周波数を下げても、所望の分解能で、イベント時間を計測することができる。
特開平5−323055号公報
しかしながら、特許文献1に示すように、測定用クロックで整数部の測定を行い、計測で端数となる時間を三角波を用いて測定し、A/D変換して補正する構成では、温度変化の影響による誤差が生じるという問題がある。つまり、このような構成では、三角波を生成するために、アナログの積分回路が必要になる。アナログの積分回路では、温度変化により時定数が変化するため、温度変化による影響を受けやすい。また、A/D変換の特性は、温度変化の影響を受けやすい。
上述の課題を鑑み、本発明は、温度変化の影響を軽減しつつイベント時間の計測精度を向上させることができる計測装置、計測方法、及び計測プログラムを提供することを目的とする。
(1)本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の一態様は、イベントの開始を示すイベント開始情報と前記イベントの終了を示すイベント終了情報の間を測定用クロックにより計測し、前記イベントの処理時間を算出する処理時間算出部と、前記処理時間算出部が算出した処理時間の発生回数を、前記処理時間が取り得る複数の連続する処理時間毎にカウントするカウント部と、前記処理時間算出部が算出した処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出するイベント時間算出部と、を備えることを特徴とする計測装置である。
(2)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記処理時間算出部が算出した前記処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間が、該処理時間が取り得る複数の連続する処理時間のうちのどれに該当するかを識別する識別部を更に備え、前記イベント時間算出部は、前記識別部が識別した処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記イベント処理時間の推定値を算出する。
(3)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、 前記複数の連続する処理時間は、連続する第1の処理時間及び第2の処理時間であり、前記処理時間算出部は、前記イベントの開始を示すイベント開始情報のタイミングで測定用クロックを取得し、前記イベントの終了を示すイベント終了情報のタイミングで前記測定用クロックを取得し、前記イベント終了情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間から、前記イベント開始情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間を減算することにより、前記イベントの処理時間を算出し、前記識別部は、前記第1の処理時間及び第2の処理時間のうちの少なくとも1つの処理時間を記録部に記録させ、前記処理時間算出部から得られたイベントの処理時間を第1の処理時間と第2の処理時間とに識別し、前記カウント部は、前記第1の処理時間の発生回数をカウントする第1のカウンタと、前記第2の処理時間の発生回数をカウントする第2のカウンタとを有し、前記イベント時間算出部は、前記第1の処理時間の発生回数と前記第2の処理時間の発生回数とに基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出する。
(4)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記複数の連続する処理時間は、連続する第1の処理時間、第2の処理時間及び第3の処理時間であり、前記処理時間算出部は、前記イベントの開始を示すイベント開始情報のタイミングで測定用クロックを取得し、前記イベントの終了を示すイベント終了情報のタイミングで前記測定用クロックを取得し、前記イベント終了情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間から、前記イベント開始情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間を減算することにより、前記イベントの処理時間を算出し、前記識別部は、前記第1の処理時間、前記第2の処理時間及び前記第3の処理時間のうちの少なくとも2つの処理時間を記録部に記憶させ、前記処理時間算出部から得られたイベントの処理時間を、前記第1の処理時間と、前記第2の処理時間と、前記第3の処理時間とに識別し、前記カウント部は、前記第1の処理時間の発生回数をカウントする第1のカウンタと、前記第2の処理時間の発生回数をカウントする第2のカウンタと、前記第3の処理時間の発生回数をカウントする第3のカウンタとを有し、前記イベント時間算出部は、前記第1の処理時間の発生回数と、前記第2の処理時間の発生回数と、前記第3の処理時間の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間のイベント処理時間の推定値を算出する。
(5)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、信頼度と信頼区間の条件の入力を受け付ける測定条件入力部を更に備え、前記イベント時間算出部は、前記測定条件入力部が受け付けた信頼度と前記第1の処理時間の発生回数と前記第2の処理時間の発生回数とに基づいて信頼区間を算出し、該算出した信頼区間が、前記測定条件入力部が受け付けた信頼区間の条件を満足しているかどうかを判定し、前記算出した信頼区間が、前記測定条件入力部が受け付けた信頼区間の条件を満足するまで、計測処理を継続することを特徴とする。
(6)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記イベント開始情報及びイベント終了情報が入力されると、ランダムに遅延時間を生成し、前記入力されたイベント開始情報及びイベント終了情報を、前記生成した遅延時間の間だけ遅延させて、前記処理時間算出部に出力する遅延部を更に備える。
(7)上記に記載の計測装置において、本発明の一態様は、前記イベント時間算出部は、予め決められた第1の回数だけイベントが発生した場合に、前記推定値を一つ算出し、前記処理時間算出部が予め決められた第2の回数だけ前記推定値を算出した場合、前記第2の回数分の推定値に基づいて、新たな推定値を算出する第2イベント時間算出部を更に備える。
(8)本発明の一態様は、処理時間算出部が、イベントの開始を示すイベント開始情報と前記イベントの終了を示すイベント終了情報の間を測定用クロックにより計測し、前記イベントの処理時間を算出する手順と、カウント部が、前記算出された処理時間の発生回数を、前記処理時間が取り得る複数の連続する処理時間毎にカウントする手順と、イベント時間算出部が、前記算出された処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出する手順とを有することを特徴とする計測方法である。
(9)本発明の一態様は、コンピュータに、イベントの開始を示すイベント開始情報と前記イベントの終了を示すイベント終了情報の間を測定用クロックにより計測し、前記イベントの処理時間を算出するステップと、前記算出された処理時間の発生回数を、前記処理時間が取り得る複数の連続する処理時間毎にカウントするステップと、前記算出された処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出するステップと、を実行させるための計測プログラムである。
本発明によれば、温度変化の影響を軽減しつつイベント時間の計測精度を向上させることができる。
本発明の第1の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る計測装置における第1の処理時間及び第2の処理時間の説明に用いるタイミング図である。 本発明の第1の実施形態に係る計測装置における第1の処理時間及び第2の処理時間の説明に用いるタイミング図である。 本発明の第1の実施形態に係る計測装置の説明に用いるフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る計測装置の説明に用いるフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係る計測装置の説明に用いるフローチャートである。 本発明の第5の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第5の実施形態に係る計測装置の説明に用いるフローチャートである。 本発明の第6の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る計測装置1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る計測装置1は、クロックカウンタ11と、ランダムイベント発生部12と、イベント処理部13と、イベント開始時刻記録部14と、イベント終了時刻記録部15と、イベント処理時間計算部(処理時間算出部、識別部)16と、識別情報記録部(記録部)17と、第1のカウンタ18と、第2のカウンタ19と、イベント時間算出部20と、表示部21とを備える。ここで不図示のカウント部は、第1のカウンタ18と第2のカウンタ19とを備える。
クロックカウンタ11は、所定時間単位の周期で時間をカウントする。この例では、クロックカウンタ11は、1秒単位の周期で時間をカウントする。
ランダムイベント発生部12は、ランダムにイベントを発生し、イベントの発生を示す発生信号をイベント処理部13へ出力する。
イベント処理部13は、イベント処理の開始情報をイベント開始時刻記録部14に通知し、イベント処理が終了すると、イベント処理の終了情報をイベント終了時刻記録部15に通知する。なお、本実施形態では、イベント処理部13の1回のイベント処理時間は常に一定とする。
イベント開始時刻記録部14は、イベント処理部13からイベント処理の開始情報を受け取ると、そのときの時刻T1をクロックカウンタ11から取得して記録する。イベント終了時刻記録部15は、イベント処理部13からイベント処理の終了情報を受け取ると、そのときの時刻T2をクロックカウンタ11から取得して記録する。
イベント処理時間計算部16は、イベントの開始時刻T1及びイベントの終了時刻T2をイベント開始時刻記録部14及びイベント終了時刻記録部15から受け取り、イベントの処理時間Txを
Tx=T2−T1 …(1)
として計算する。
ここで、イベント処理部13で発生するイベントの処理時間は一定であるが、クロックカウンタ11で計測される時間の分解能が1秒単位の精度の時間であるため、イベント処理時間計算部16により求められるイベントの処理時間は、イベントの開始及び終了時刻とクロックのタイミングとの関係から、連続する2種類の値となる。以下、2種類の値のうち一方の値を第1の処理時間とし、他方の値を第2の処理時間と称する。
識別情報記録部17は、上記連続する2種類の値のうち短い方の時間である短処理時間を示す短処理時間情報を記録する。また、識別情報記録部17は、第1のカウンタ18と第2のカウンタ19のうち上述した短処理時間をカウントしているカウンタを識別する短時間カウンタ識別情報を記録する。また、これら短処理時間情報と短時間カウンタ識別情報とは、イベント時間算出部20でイベント時間の推定値を算出する際に用いられる。
第1のカウンタ18は、イベント処理時間計算部16で求められた処理時間が第1の処理時間であった場合の出現回数をカウントする。第2のカウンタ19は、イベント処理時間計算部16で求められた処理時間が第2の処理時間であった場合の出現回数をカウントする。
イベント時間算出部20は、識別情報記録部17から短処理時間情報と短時間カウンタ識別情報とを取得し、また、第1のカウンタ18及び第2のカウンタ19から、第1の処理時間の出現回数及び第2の処理時間の出現回数を取得し、これらの情報に基づいて、イベント時間の推定値を算出する。表示部21は、イベント時間算出部20で算出されたイベント時間の推定値を表示する。
次に、本発明の第1の実施形態の動作について説明する。前述したように、本発明の第1の実施形態では、イベント開始時刻記録部14及びイベント終了時刻記録部15により、イベントの開始時刻T1及びイベントの終了時刻T2を、1秒単位の周期のクロックカウンタ11から取得し、イベント処理時間計算部16で、イベント終了時刻T2からイベント開始時刻T1を減算して(T2−T1)、イベントの処理時間を求めている。この場合、同一の処理時間のイベントであっても、イベントの開始及び終了時刻とクロックのタイミングとの関係から、イベントの処理時間は、連続する2種類の何れかの値となる。
その例として、図2及び図3は、イベントの開始及び終了時刻とクロックのタイミングとの関係を示すものである。
図2に示すように、時刻t1〜時刻t2で、処理時間(例えば4.5秒)のイベント(図2(c))が発生したとする。このイベントに対して、クロックカウンタ11は、クロック(図2(A))に同期して、図2(B)に示すようなタイミングで、1秒単位の周期で進んでいる。
この場合、イベントの開始時刻t1で、イベント開始時刻記録部14により、イベント開始時刻T1として0秒が取得され、イベントの終了時刻t2で、イベント終了時刻記録部15により、イベント終了時刻T2として5秒が取得される。したがって、イベント処理時間計算部16で求められるイベント処理時間Txは、5(=T2−T1=5−0)秒となる。
これに対して、図3に示すように、時刻t11〜時刻t12で、同様の処理時間(4.5秒)のイベントが発生したとする。このイベントに対して、クロックカウンタ11は、図3(B)に示すようなタイミングで、1秒単位の周期で進んでいるとする。
この場合、図3(B)に示すクロックカウンタ11の時刻から、イベントの開始時刻t11で、イベント開始時刻記録部14により、イベント開始時刻T1として0秒が取得され、イベントの終了時刻t12で、イベント終了時刻記録部15により、イベント終了時刻T2として4秒が取得される。したがって、イベント処理時間計算部16で求められるイベント処理時間Txは、4(=T2−T1=4−0)秒となる。
このように、同一の処理時間のイベントであっても、イベントの開始時刻及び終了時刻とクロックのタイミングとの関係から、求められるイベントの処理時間Txは、連続する2種類の値となる。前述したように、本実施形態では、このような2種類の値のうち、短時間の値を第1の処理時間とし、長時間の値を第2の処理時間としている。すなわち、図2及び図3の例では、イベント処理時間計算部16で求められるイベント処理時間Txは、4秒か5秒かの2種類となる。
ここで、イベントがランダムに発生しているとすると、第1の処理時間として計測される出現確率と第2の処理時間として計測される出現確率との関係は、クロックカウンタ11の分解能の間の精度(すなわち、イベント処理時間の計測値の端数)のイベント処理時間に関連する。例えば、クロックカウンタ11の分解能の精度が1秒であり、実際のイベントの処理時間が4.5秒であれば、イベント処理時間Txが4秒となる出現確率と、5秒となる出現確率とは、ほぼ等しくなると考えられる。これに対して、実際のイベントの処理時間が4.2秒であれば、イベント処理時間Txが4秒となる出現確率の方が、5秒となる出現確率より大きくなると考えられる。このことから、クロックカウンタ11の分解能の間の精度のイベント処理時間(イベント処理時間の計測値の端数)は、第1の処理時間の出現回数と第2の処理時間の出現回数とから求められる。
そこで、この実施形態では、イベント処理時間計算部16は、イベントの処理時間を求めたら、この処理時間が第1の処理時間か第2の処理時間かを識別し、第1の処理時間であれば、第1のカウンタ18のカウント値を増加させ、第2の処理時間であれば、第2のカウンタ19のカウント値を増加させ、第1の処理時間の出現回数と第2の処理時間の出現回数を計測する。そして、イベント時間算出部20は、短時間カウンタ識別情報を識別情報記録部17から取得する。イベント時間算出部20は、取得した短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ18を示す場合、第1のカウンタ18のカウント値を短処理時間用カウント値C1とし、第2のカウンタ19のカウント値を長処理時間用カウント値C2とする。一方、イベント時間算出部20は、取得した短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ19を示す場合、第2のカウンタ19のカウント値を短処理時間用カウント値C1とし、第1のカウンタ18のカウント値を長処理時間用カウント値C2とする。そして、イベント時間算出部20は例えば、クロックカウンタ11の分解能の間の精度のイベント処理時間を(C2/(C1+C2))として求めている。そして、イベント時間算出部20は例えば、更に短処理時間情報を識別情報記録部17から取得し、取得した短処理時間情報が示す短処理時間情報Tsに、このクロックカウンタ11の分解能の間のイベント処理時間(C2/(C1+C2))を加算して、イベント処理時間の推定値を、以下のように算出する。
Figure 2014178206
例えば、短処理時間Tsが4秒であり、イベント処理時間計算部16が算出した処理時間のうち長い方の時間である長処理時間Tlが5秒であり、短処理時間のカウント値C1が(C1=30回)、長処理時間のカウント値C2が(C2=10回)であったとする。この場合、イベント時間算出部20で求められるイベントの推定値は、4+(10/(10+30))=4.25秒となる。
なお、(2)式では、クロックカウンタ11を1秒単位の周期で進めて測定しているが、クロックカウンタ11の測定単位がTdlの場合には、イベント処理時間は下記の式で近似される。
Figure 2014178206
また、イベント時間算出部20は、イベントの推定値を、短処理時間用のカウント値C1と長処理時間用のカウント値C2とに基づいて、クロックカウンタ11のクロック周期の間のイベント処理時間を(C1/(C1+C2))として求め、第2の処理時間Tlから、このクロック周期の間のイベント処理時間(C1/(C1+C2))を減算して、下記の式のように推定してもよい。
Figure 2014178206
また、イベント時間算出部20は、イベントの推定値を、短処理時間Tsと、長処理時間Tlと、短処理時間用のカウント値C1と、長処理時間用のカウント値C2とに基づいて、以下のようにして推定してもよい。
Figure 2014178206
図4は、本発明の第1の実施形態の動作を示すフローチャートである。図4において、まず、システムは、初期化処理を行い、第1のカウンタ18の値C1を0に初期化し、第2のカウンタ19の値C2を0に初期化する(ステップS1)。また、イベント回数を1に初期化する。
ランダムイベント発生部12は、ランダムにイベントを発生し、イベントの発生を示す発生信号をイベント処理部13へ出力する(ステップS2)。イベント処理部13は、イベント処理の開始情報をイベント開始時刻記録部14に送信する(ステップS3)。イベント開始時刻記録部14は、イベント処理部13からイベント処理の開始情報を受け取ると(ステップS4)、そのときの時刻T1をクロックカウンタ11から取得する(ステップS5)。
イベントが終了すると、イベント処理部13は、イベント処理の終了情報をイベント終了時刻記録部15に送信する(ステップS6)。イベント終了時刻記録部15は、イベント処理部13からイベント処理の終了情報を受け取ると(ステップS7)、そのときの時刻T2をクロックカウンタ11から取得する(ステップS8)。
次に、イベント処理時間計算部16は、イベントの開始時刻T1及びイベントの終了時刻T2から、イベントの処理時間Txを、(1)式に示したようにTx(=T2−T1)で計算する(ステップS9)。そして、イベント処理時間計算部16は、識別情報記録部17の更新処理を行う(ステップS10)。
図5は、ステップS10の識別情報記録部17の更新処理の詳細を示すフローチャートである。識別情報記録部17の更新処理(ステップS10)では、図5に示すように、イベント処理時間計算部16は、今回のイベントの処理時間Txを取得する(ステップS51)。そして、イベント処理時間計算部16は、識別情報記録部17に短処理時間情報があるかどうかを判定する(ステップS52)。
識別情報記録部17に短処理時間情報がない場合には(ステップS52 No)、イベント処理時間計算部16は、今回のイベントの処理時間Txを、短処理時間情報として、識別情報記録部17に記録し、更に、第1のカウンタ18を識別する情報を短時間カウンタ識別情報として識別情報記録部17に記録し(ステップS53)、処理をメイン処理へリターンさせる。これにより、識別情報記録部17は、第1のカウンタ18が短処理時間Tsの出現回数をカウントしていることを保持することができる。
識別情報記録部17に短処理時間情報がある場合には(ステップS52 Yes)、イベント処理時間計算部16は、識別情報記録部17から短処理時間情報を識別情報記録部17から読み出す(ステップS54)。そして、イベント処理時間計算部16は、識別情報記録部17から読み出された短処理時間情報と、今回のイベントの処理時間Txとを比較し、今回のイベントの処理時間Txが短処理時間情報と示す短処理時間Tsより短いかどうかを判定する(ステップS55)。
今回のイベントの処理時間Txが短処理時間Tsと同じ又は長ければ(ステップS55 No)、イベント処理時間計算部16は、処理をメイン処理へリターンさせる。
今回のイベントの処理時間Txが短処理時間Tsより短ければ(ステップS55 Yes)、イベント処理時間計算部16は、識別情報記録部17に記録された短処理時間情報を今回のイベントの処理時間Txに書き換え(ステップS56)、識別情報記録部17に記録された短時間カウンタ識別情報を第2のカウンタ19を識別する情報に書き換え(ステップS57)、処理をメイン処理へリターンさせる。これにより、識別情報記録部17は、第2のカウンタ19が短処理時間Tsの出現回数をカウントしていることを保持することができる。
図4において、処理が識別情報記録部17の情報の更新処理からメイン処理へリターンされると、イベント処理時間計算部16は、今回算出したイベントの処理時間Txが識別情報記録部17の短処理時間情報と同じであるか否か判定する。(ステップS11)。同じであれば(ステップS11 Yes)、イベント処理時間計算部16は、イベント処理時間計算部16は識別情報記録部17の短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ18を示すか否か判定する(ステップS12)。イベント処理時間計算部16は、短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ18を示す場合(ステップS12 YES)、第1のカウンタ18の値を1増やし(インクリメントし)(ステップS13)、短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ18を示さない場合(ステップS12 NO)、第2のカウンタ19の値をインクリメントする(ステップS15)。
一方、ステップS11において、今回算出したイベントの処理時間Txが識別情報記録部17の短処理時間情報と同じでなければ(ステップS11 NO)、イベント処理時間計算部16は識別情報記録部17の短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ19を示すか否か判定する(ステップS14)。イベント処理時間計算部16は、短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ19を示す場合(ステップS14 YES)、第1のカウンタ18の値をインクリメントし(ステップS13)、短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ19を示さない場合(ステップS14 NO)、第2のカウンタ19の値をインクリメントする(ステップS15)。
そして、イベント処理時間計算部16は、イベント回数が所定値を超えたかどうかを判定し(ステップS16)、イベント回数が所定値を超えていなければ(ステップS16 No)、イベント回数をインクリメントし(ステップS17)、処理をステップS2にリターンする。
ステップS2からステップS17の処理を繰り返すことで、ステップS13で、第1のカウンタ18のカウント値には、計測した処理時間Txが最初に計測された時間である第1の処理時間であった場合の出現回数がカウントされ、ステップS15で、第2のカウンタのカウント値には、計測した処理時間Txが第1の処理時間とは異なる第2の処理時間であった場合の出現回数がカウントされていく。
ステップS16で、イベント回数Nが所定値を超えたと判定されると(ステップS16 Yes)、イベント時間算出部20は、識別情報記録部17から短処理時間情報と短時間カウンタ識別情報を取得する。そして、イベント時間算出部20は、取得した短時間カウンタ識別情報が識別するカウンタのカウント値を短処理時間用カウント値C1とし、他方のカウンタのカウント値を長処理時間用カウント値C2とする。そして、イベント時間算出部20は、(2)式又は(3)式に示したように、短処理時間Tsと、短処理時間用カウント値C1と、長処理時間用カウント値C2とに基づいて、イベント時間の推定値を算出する(ステップS18)。そして、表示部21は、イベント時間算出部20で算出されたイベント時間の推定値を表示する(ステップS19)。
なお、上述の例では、イベント処理時間計算部16は、識別情報記録部17に短処理時間Tsの情報を記録しているが、識別情報記録部17に、長処理時間Tlの情報を記録して、計測された処理時間が短処理時間か長処理時間かを識別してもよい。この場合、イベント時間算出部20は、(4)式に示したように、第2の処理時間Tlから、このクロック周期の間のイベント処理時間(C1/(C1+C2))を減算して、イベント処理時間を推定する。
また、識別情報記録部17に、短処理時間Tsの情報と長処理時間Tlの情報との双方を記録して、計測された処理時間が短処理時間か長処理時間かを識別してもよい。この場合、イベント時間算出部20は、(5)式に示したように、短処理時間Tsと、長処理時間Tlと、短処理時間用カウント値C1と、長処理時間用カウント値C2とに基づいて、イベント時間を推定してもよい。
以上、第1の実施形態の計測装置1において、処理時間算出部として機能するイベント処理時間計算部16は、イベントの開始を示すイベント開始情報とそのイベントの終了を示すイベント終了情報の間を測定用クロックにより計測し、そのイベントの処理時間を算出する。そして識別部として機能するイベント処理時間計算部16は、イベント処理時間計算部16が算出した短処理時間Tsを示す短処理時間情報を識別情報記録部17に記録し、短時間カウンタ識別情報を識別情報記録部17に記録させる。カウント部は、処理時間算出部として機能するイベント処理時間計算部16から得られたイベントの処理時間の発生回数を、その複数の連続する処理時間毎にカウントする。そして、イベント時間算出部20は、短時間カウンタ識別情報と処理時間毎の発生回数に基づいて、短処理時間用カウント値C1と長処理時間用カウント値C2を算出し、その短処理時間用カウント値C1と長処理時間用カウント値C2と短処理時間Tsとに基づいて、測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出する。
これにより、イベント処理時間を測定しているクロックの分解能が例えば1秒単位であっても、イベント時間算出部20で推測されるイベントの処理時間は、小数点以下となり、クロックの分解能よりも小さな単位で、イベントの処理時間を測定することができる。
このように、本発明の第1の実施形態によれば、取得されたイベントの処理時間の出現回数を、複数の連続する処理時間毎にカウントし、処理時間毎の出現回数に基づいて、測定用クロックの分解能より高い精度のイベント処理時間の推定値を算出する。これにより、計測装置1は、測定で必要とする分解能よりも高速の測定用クロックを用いずに、イベントの処理時間の精度を向上させることできる。更に、計測装置1は、アナログの積分回路やA/D変換器等、温度特性の影響を受けやすい素子を用いる必要がないので、温度変動によらずイベントの処理時間の精度を向上させることできる。
なお、本実施形態では、識別情報記録部17は、短処理時間を記録したが、これに限らず、長処理時間を記録してもよく、イベントの処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つを記録してもよい。その場合、識別部として機能するイベント処理時間計算部16が算出した処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間が、該処理時間が取り得る複数の連続する処理時間のうちのどれに該当するかを識別し、イベント時間算出部20は、識別部が識別した処理時間(例えば、短処理時間)と処理時間毎の発生回数に基づいて、イベント処理時間の推定値を算出してもよい。
なお、本実施形態では、第1のカウンタ18が最初に計測された処理時間の出現回数をカウントし、第2のカウンタ19が、最初に計測された処理時間とは異なる処理時間の出現回数をカウントしたが、これに限ったものではない。第1のカウンタ18が短処理時間の出現回数をカウントし、第2のカウンタ19が長処理時間の出現回数をカウントしてもよい。その場合、後に計測された処理時間が最初に計測された処理時間よりも短い場合、後の計測された処理時間が短処理時間となるので、第2のカウンタ19の値を現在の第1のカウンタ18の値に変更し、第1のカウンタ18の値を1に変更してもよい。その際、イベント処理時間計算部16は、最初に計測された処理時間を短処理時間情報として予め識別情報記録部17に記録させておき、後に計測された処理時間が最初に計測された処理時間よりも短い場合、識別情報記録部17に記録された短処理時間情報を後に計測された処理時間で更新してもよい。これにより、識別情報記録部17では、処理時間が取り得る時間のうち短い方の時間が短処理時間情報として更新される。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係る計測装置101の構成を示すブロック図である。図6に示すように、本発明の第2の実施形態に係る計測装置101は、イベント開始時刻記録部114と、イベント終了時刻記録部115と、イベント処理時間計算部(処理時間算出部、識別部)116と、識別情報記録部117と、第1のカウンタ118と、第2のカウンタ119と、イベント時間算出部120と、表示部121とを備える。なお、イベント開始時刻記録部114、イベント終了時刻記録部115、イベント処理時間計算部116、識別情報記録部(記録部)117、第1のカウンタ118、第2のカウンタ119、イベント時間算出部120、表示部121は、第1の実施形態と同様に構成される。そして、計測装置101の外部に、外部イベント処理部113及び外部クロックカウンタ111が設けられる。
前述の第1の実施形態では、イベント処理部13は内部でイベント処理を行い、イベント開始時刻記録部14及びイベント終了時刻記録部15は、内部のクロックカウンタ11を利用し、イベント処理時間を測定している。
これに対して、この第2の実施形態では、外部イベント処理部113及び外部クロックカウンタ111は外部にある。そして、外部イベント処理部113は、イベント処理の開始情報をイベント開始時刻記録部114に通知し、イベント処理が終了すると、イベント処理の終了情報をイベント終了時刻記録部115に通知し、イベント開始時刻記録部114及びイベント終了時刻記録部115は、外部クロックカウンタ111を利用し、外部で発生するイベントのイベント処理時間を測定している。
このように、この第2の実施形態では、外部イベント処理部113の処理時間を求めることができる。他の構成は、前述の第1の実施形態と同様であり、その説明は、省略する。
<第3の実施形態>
図7は、本発明の第3の実施形態に係る計測装置201の構成を示すブロック図である。図7に示すように、本発明の第3の実施形態に係る計測装置201は、ランダムディレイ発生部230と、イベント開始時刻記録部214と、イベント終了時刻記録部215と、イベント処理時間計算部(処理時間算出部、識別部)216と、識別情報記録部(記録部)217と、第1のカウンタ218と、第2のカウンタ219と、イベント時間算出部220と、表示部221とを備える。イベント開始時刻記録部214、イベント終了時刻記録部215、イベント処理時間計算部216、識別情報記録部217、第1のカウンタ218、第2のカウンタ219、イベント時間算出部220、表示部221は、第2の実施形態と同様に構成される。また、計測装置201の外部に、外部イベント処理部213及び外部クロックカウンタ211が設けられる。
この第3の実施形態では、外部イベント処理部213に対して、ランダムディレイ発生部230を設けるようにしている。図2及び図3で説明したように、イベントの処理時間は、イベントの開始時刻及び終了時刻とクロックのタイミングとの関係から、第1の処理時間と第2の処理時間との2種類の値となる。ここで、イベントが周期的に発生していると、イベントの開始及び終了時刻とクロックのタイミングとの関係がランダムにならず、第1の処理時間となる出現確率と第2の処理時間となる出現確率とに偏りが生じる。
そこで、この第3の実施形態では、イベントが周期的であるような場合に、イベントに対してランダムな遅延を付加し、第1の処理時間となる出現確率と第2の処理時間となる出現確率に偏りが生じないようにしている。
この例では、外部イベント処理部213からのイベント開始の情報をランダムディレイ発生部230が受けると、ランダムディレイ発生部230はランダムディレイ時間Trdを生成し、このランダムディレイ時間経過後にイベント開始時刻記録部214にイベント開始の情報を通知する。また、外部イベント処理部213からのイベント終了の情報をランダムディレイ発生部230が受けると、先ほど生成したランダムディレイ時間Trd経過後に、イベント終了時刻記録部215にイベント終了の情報を通知する。ランダムディレイ時間は、イベント開始の情報毎に生成する。
なお、ランダムディレイ時間Trdは、外部クロックカウンタ211の周期に対してランダムなものであり、例えば、外部クロックカウンタ211の周期Tckを乱数発生回路で発生した乱数(Rn:0≦Rn<1)を乗算した時間、(Trd=Tck×Rn)とすることができる。
<第4の実施形態>
図8は、本発明の第4の実施形態に係る計測装置301の構成を示すものである。図8に示すように、本発明の第4の実施形態に係る計測装置301は、クロックカウンタ311と、ランダムイベント発生部312と、イベント処理部313と、イベント開始時刻記録部314と、イベント終了時刻記録部315と、イベント処理時間計算部(処理時間算出部、識別部)316と、識別情報記録部(記録部)317と、第1のカウンタ318と、第2のカウンタ319と、イベント時間算出部320と、中央値算出部322と、表示部321とを備える。クロックカウンタ311、ランダムイベント発生部312、イベント処理部313、イベント開始時刻記録部314、イベント終了時刻記録部315、イベント処理時間計算部316、識別情報記録部317、第1のカウンタ318、第2のカウンタ319、イベント時間算出部320、表示部321は、第1の実施形態と同様である。この実施形態では、さらに、中央値算出部322が設けられている。
前述の第1の実施形態では、イベントをN回(Nは正の整数)発生させて測定した短処理時間の出現回数及び長処理時間の出現回数から、イベントの処理時間を(2)式又は(3)式で示したように計算している。
この第4の実施形態では、イベントをN回発生させて、イベント処理時間を計算するという処理を1回の測定単位とし、その測定単位をM回(Mは正の整数)実施している。そして、M回の測定から得られたイベント処理時間の中央値をイベント処理時間として推定している。中央値算出部322は、M回の測定単位で得られたイベントの処理時間Tm(mは1からMまでの整数)の中央値Tmiddleを算出する。表示部321は、この中央値Tmiddleをイベント処理時間の推定値として表示する。
このように、本実施形態では、N回のイベント処理時間を計算するという処理を1回の測定単位とし、その測定単位をM回実施している。これにより、イベント処理時間は、標準分布に近づくことになる。なお、中央値の代わりに、最頻値をイベント処理時間としてもよい。
図9は、本発明の第4の実施形態の動作を示すフローチャートである。図9において、まず、イベント処理時間計算部316は、初期化処理を行い、第1のカウンタ318のカウント値C1を0に初期化し、第2のカウンタ319のカウント値C2を0に初期化する(ステップS301)。また、イベント処理時間計算部316は、保持するイベント回数を1に、計測単位回数を1に初期化する。
ランダムイベント発生部312は、ランダムにイベントを発生し、イベントの発生を示す発生信号をイベント処理部313へ出力する(ステップS302)。イベント処理部313は、イベント処理の開始情報をイベント開始時刻記録部314に送信する(ステップS303)。イベント開始時刻記録部314は、イベント処理部313からイベント処理の開始情報を受け取ると(ステップS304)、そのときの時刻T1をクロックカウンタ311から取得する(ステップS305)。
イベントが終了すると、イベント処理部313は、イベント処理の終了情報をイベント終了時刻記録部315に送信する(ステップS306)。イベント終了時刻記録部315は、イベント処理部313からイベント処理の終了情報を受け取ると(ステップS307)、そのときの時刻T2をクロックカウンタ311から取得する(ステップS308)。
次に、イベント処理時間計算部316は、イベントの開始時刻T1及びイベントの終了時刻T2から、イベントの処理時間Txを(T2−T1)として計算する(ステップS309)。そして、イベント処理時間計算部316は、識別情報記録部317の情報の更新処理を行う(ステップS310)。ステップS310の詳細な処理は、図5のフローチャートの処理と同一であるので、その説明を省略する。
識別情報記録部317の情報の更新処理が終了すると、イベント処理時間計算部316は、今回算出したイベントの処理時間Txが識別情報記録部317の短処理時間情報と同じであるかを識別する(ステップS311)。そして、同じであれば(ステップS311 Yes)、イベント処理時間計算部316は識別情報記録部317の短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ318を示すか否か判定する(ステップS312)。イベント処理時間計算部316は、短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ318を示す場合(ステップS312 YES)、イベント処理時間計算部316は、第1のカウンタ318の値をインクリメントし(ステップS313)、短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ318を示さない場合(ステップS312 NO)、第2のカウンタ319の値をインクリメントする(ステップS315)。
一方、ステップS311において、今回算出したイベントの処理時間Txが識別情報記録部317の短処理時間情報と同じでなければ(ステップS311 NO)、イベント処理時間計算部316は識別情報記録部317の短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ319を示すか否か判定する(ステップS314)。イベント処理時間計算部316は、短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ319を示す場合(ステップS314 YES)、第1のカウンタ318の値をインクリメントし(ステップS313)、短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ319を示さない場合(ステップS314 NO)、第2のカウンタ319の値をインクリメントする(ステップS315)。
そして、イベント処理時間計算部316は、イベント回数がN回であるかどうかを判定し(ステップS316)、イベント回数がN回でなければ(ステップS316 No)、イベント回数をインクリメントし(ステップS317)、処理をステップS302にリターンする。
ステップS302からステップS317の処理を繰り返すことで、ステップS313で、第1のカウンタ318のカウント値には、計測した処理時間Txが第1の処理時間であった場合の出現回数がカウントされ、ステップS315で、第2のカウンタ319のカウント値には、計測した処理時間Txが第2の処理時間であった場合の出現回数がカウントされていく。
ステップS316で、イベント回数がN回であると判定されると(ステップS316 Yes)、イベント時間算出部320は、識別情報記録部317から短処理時間情報と短時間カウンタ識別情報を取得する。そして、イベント時間算出部20は、取得した短時間カウンタ識別情報が識別するカウンタのカウント値を短処理時間用カウント値C1とし、他方のカウンタのカウント値を長処理時間用カウント値C2とする。そして、イベント時間算出部320は、(2)式又は(3)式に示したように、短処理時間Tsと、短処理時間用カウント値C1と、長処理時間用カウント値C2とに基づいて、イベント時間の推定値を算出する(ステップS318)。
そして、イベント時間算出部320は、計測単位回数がM回であるかどうかを判定する(ステップS319)。計測単位回数がM回でない場合には(ステップS319 No)、イベント時間算出部320は、計測単位回数Mをインクリメント(M=M+1)し(ステップS320)、処理をステップS301にリターンする。
ステップS301〜ステップS320の処理を繰り返すことで、ステップS316で、計測単位毎のイベント時間の推定値が求められる。
ステップS319で、計測単位回数がM回であると判定されると(ステップS319 Yes)、中央値算出部322は、ステップS318で求められたM回の計測単位毎のイベント時間の推定値Tm(mは1からMまでの整数)の中央値Tmiddleを算出する(ステップS321)。そして、表示部321は、中央値算出部322で算出された中央値Tmiddleを、イベント時間の推定値として表示する(ステップS322)。
以上説明したように、本発明の第4の実施形態では、N回のイベント処理時間を計算するという処理を1回の測定単位とし、その測定単位をM回実施している。これにより、イベント処理時間は、標準分布に近づくことになり、計測精度の向上が図れる。
<第5の実施形態>
図10は、本発明の第5の実施形態に係る計測装置401の構成を示すブロック図である。図10に示すように、本発明の第5の実施形態に係る計測装置401は、クロックカウンタ411と、ランダムイベント発生部412と、イベント処理部413と、イベント開始時刻記録部414と、イベント終了時刻記録部415と、イベント処理時間計算部(処理時間算出部、識別部)416と、識別情報記録部(記録部)417と、第1のカウンタ418と、第2のカウンタ419と、イベント時間算出部420と、表示部421と、測定条件入力部430とを備える。クロックカウンタ411、ランダムイベント発生部412、イベント処理部413、イベント開始時刻記録部414、イベント終了時刻記録部415、イベント処理時間計算部416、識別情報記録部417、第1のカウンタ418、第2のカウンタ419、イベント時間算出部420、表示部421は、前述の第1の実施形態と同様である。この実施形態では、さらに、測定条件入力部430が設けられる。この測定条件入力部430は、測定結果の信頼度、信頼区間及び最小測定回数を指定するためのものである。
イベント時間算出部420は、測定条件入力部430で入力された測定条件を満足するかどうかを判定し、測定条件を満足した場合に、測定処理を終了し、イベント時間の推定値を算出する。そして、表示部421は、イベント時間算出部420で算出されたイベント時間の推定値と共に、計算した信頼区間、測定回数、指定された信頼度及び信頼区間を表示する。
信頼性条件は、以下のように判定できる。クロックカウンタ411の周期を1秒とし、イベント処理時間をTev(0<Tev<1)とした場合、短処理時間用カウント値C1がカウントアップされる確率は、(1−Tev)となり、長処理時間用カウント値C2がカウントアップされる確率は、Tevとなる。そのため、この測定方法による測定値Txは、二項分布に従う。
二項分布の測定値Txの平均値Tave(Tave=C2/(C1+C2))は、サンプル数を多くすると、イベント処理時間Tevに近づく。また、サンプル平均値Taveの分布は、正規分布で近似されることが知られている。正規分布で近似できる条件として、経験則として、(C1>5)かつ(C2>5)などがある。正規分布近似が適用できる場合には、イベント処理時間Tevの推定区間は、下記に示すようになる。
Figure 2014178206
上式において、pはサンプルの平均値Tave(Tave=C2/(C1+C2))であり、nはサンプル数(サンプル数=C1+C2)であり、kは正規分布のパーセント点である。
例えば、サンプル数n=100、C1=90、C2=10の場合、信頼度を95%とすると、k=1.96であり、イベント処理時間Tevの推定値の信頼区間は、上記の式から、0.041から0.159となる。
同様に、サンプル数n=1000、C1=900、C2=100の場合、信頼度を95%とすると、イベント処理時間Tev推定値の信頼区間は、0.081から0.119となる。
そこで、この実施形態では、イベント時間算出部420は、測定条件入力部430に測定条件として最低測定回数が入力されると、その最低測定回数まで、ランダムイベント発生部412にイベントを発生させる。また、測定条件入力部430に測定条件として信頼度及び信頼区間が入力されると、イベント時間算出部420は、以下の式により、入力された信頼度となる信頼区間を求める。
Figure 2014178206
そして、表示部421は、イベント処理時間の推定値、計算した信頼区間、測定回数、指定された信頼度及び信頼区間を表示する。
図11は、本発明の第5の実施形態の動作を示すフローチャートである。図11おいて、ユーザは、測定条件入力部430より、測定条件を入力する(ステップS401)。これにより、環境条件入力部430は、測定結果の信頼度、信頼区間の条件及び最低測定回数を受け付け、受け付けた信頼度、信頼区間及び最低測定回数をイベント算出部420へ出力する。例えば、ユーザは、信頼度95%で信頼区間の幅が0.1(±0.1)で最低測定回数が100回である旨を入力する。ここで、信頼区間の幅は、信頼区間の条件の一例である。その場合、環境条件入力部430は、その旨を受け付け、受け付けた情報をイベント算出部420へ出力する。
次に、イベント処理計算部416は、初期化処理を行い、第1のカウンタ418のカウント値を0に初期化し、第2のカウンタ419のカウント値C2を0に初期化する(ステップS402)。また、イベント処理計算部416は、保持するイベント回数を1に初期化する。
ランダムイベント発生部412は、ランダムにイベントを発生し、イベントの発生を示す発生信号をイベント処理部413へ出力する(ステップS403)。イベント処理部413は、イベント処理の開始情報をイベント開始時刻記録部414に送信する(ステップS404)。イベント開始時刻記録部414は、イベント処理部413からイベント処理の開始情報を受け取ると(ステップS405)、そのときの時刻T1をクロックカウンタ411から取得する(ステップS406)。
イベントが終了すると、イベント処理部413は、イベント処理の終了情報をイベント終了時刻記録部415に送信する(ステップS407)。イベント終了時刻記録部415は、イベント処理部413からイベント処理の終了情報を受け取ると(ステップS408)、そのときの時刻T2をクロックカウンタ411から取得する(ステップS409)。
次に、イベント処理時間計算部416は、イベントの開始時刻T1及びイベントの終了時刻T2から、イベントの処理時間Txを、(1)式に示したように、(T2−T1)として計算する(ステップS410)。そして、イベント処理時間計算部416は、識別情報記録部417の情報の更新処理を行う(ステップS411)。ステップS411の詳細な処理は、図5のフローチャートの処理と同一であるので、その説明を省略する。
識別情報記録部417の情報の更新処理が終了すると、イベント処理時間計算部416は、今回算出したイベントの処理時間Txが識別情報記録部417の短処理時間情報と同じであるか否か判定する。(ステップS412)。そして、同じであれば(ステップS412 Yes)、イベント処理時間計算部416は識別情報記録部417の短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ418を示すか否か判定する(ステップS413)。イベント処理時間計算部416は、短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ418を示す場合(ステップS413 YES)、イベント処理時間計算部416は、第1のカウンタ418の値をインクリメントし(ステップS414)、短時間カウンタ識別情報が第1のカウンタ418を示さない場合(ステップS413 NO)、第2のカウンタ419の値をインクリメントする(ステップS416)。
一方、ステップS412において、今回算出したイベントの処理時間Txが識別情報記録部417の短処理時間情報と同じでなければ(ステップS412 NO)、イベント処理時間計算部416は識別情報記録部417の短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ419を示すか否か判定する(ステップS415)。イベント処理時間計算部416は、短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ419を示す場合(ステップS415 YES)、第1のカウンタ418の値をインクリメントし(ステップS414)、短時間カウンタ識別情報が第2のカウンタ419を示さない場合(ステップS415 NO)、第2のカウンタ419の値をインクリメントする(ステップS415)。
そして、イベント処理時間計算部416は、イベント回数が条件として入力された最小測定回数以上であるかどうかを判定し(ステップS417)、イベント回数が最小測定回数以上でなければ(ステップS417 No)、イベント回数をインクリメントし(ステップS418)、処理をステップS403にリターンし、次のイベントを発生させる。
ステップS403からステップS418の処理を繰り返すことで、ステップS414で、第1のカウンタ418のカウント値には、計測した処理時間Txが最初に計測された時間である第1の処理時間Tsであった場合の出現回数がカウントされ、ステップS416で、第2のカウンタ419のカウント値C2には、計測した処理時間Txが第1の処理時間と異なる第2の処理時間Tlであった場合の出現回数がカウントされていく。
ステップS417で、イベント回数が条件として入力された最小測定回数以上であると判定されると(ステップS417 Yes)、短処理時間情報と短時間カウンタ識別情報を取得する。そして、イベント時間算出部420は、取得した短時間カウンタ識別情報が識別するカウンタのカウント値を短処理時間用カウント値C1とし、他方のカウンタのカウント値を長処理時間用カウント値C2とする。そして、イベント時間算出部420は、短処理時間Tsと、短処理時間用カウント値C1と、長処理時間用カウント値C2とに基づいて、(2)式又は(3)式に示したように、イベント時間の推定値を算出する(ステップS419)。
また、イベント時間算出部420は、入力された信頼度及び信頼区間と、短処理時間用カウント値C1と長処理時間用カウント値C2を用いて、(6)式に従って信頼区間を計算する(ステップS420)。そして、イベント時間算出部420は、ステップS420で算出された信頼区間が入力された信頼区間内に入っているかどうかを判定する(ステップS421)。
算出された信頼区間が入力された信頼区間内に入っていれば(ステップS421 Yes)、表示部421は、算出されたイベント時間の推定値を表示する(ステップS422)。このとき、表示部421は、イベント時間算出部420で算出されたイベント時間の推定値と共に、計算した信頼区間、測定回数、指定された信頼度及び信頼区間を表示する。
算出された信頼区間が入力された信頼区間内に入っていなければ(ステップS421 No)、処理はステップS418に行き、イベント処理時間計算部416はイベント回数をインクリメントした後、ステップS403にリターンされる。
なお、上述の例では指定された信頼区間内に入ったときに測定を終了し表示を行っているが、一つのイベント処理時間測定のたびに、上記の表示を行うと同時に、指定された信頼区間に入ったか否かを表示してもよい。二項分布は、正規分布近似の他にF分布で近似する方法も知られており、イベント処理計算部でF分布近似を用いた方法を利用することもできる。
以上、第5の実施形態において、測定条件入力部430は、信頼度と信頼区間の条件の入力を受け付ける。イベント時間算出部420は、測定条件入力部430が受け付けた信頼度と短処理時間の発生回数C1と長処理時間の発生回数C2とに基づいて信頼区間を算出する。そして、イベント時間算出部420は、該算出した信頼区間が、測定条件入力部430が受け付けた信頼区間の条件を満足しているかどうかを判定し、算出した信頼区間が、測定条件入力部430が受け付けた信頼区間の条件を満足するまで、計測処理を継続する。これにより、ユーザが、測定結果の信頼度、信頼区間の条件を指定して、測定を行うことができ、その信頼度及び信頼区間の条件を満足するような処理時間を得ることができる。更に、イベント時間算出部420は、測定条件入力部430が受け付けた信頼区間の条件を満足した場合、計測処理を終了するので、ユーザは自身が望む精度で処理時間が得られたか確認する手間なく、ユーザは自身が望む測定精度で処理時間を得ることができる。
<第6の実施形態>
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。図12は、本発明の第6の実施形態に係る計測装置501の構成を示すブロック図である。図12に示すように、本発明の第6の実施形態に係る計測装置501は、クロックカウンタ511と、ランダムイベント発生部512と、イベント処理部513と、イベント開始時刻記録部514と、イベント終了時刻記録部515と、イベント処理時間計算部(処理時間算出部、識別部)516と、識別情報記録部(記録部)517と、第1のカウンタ531と、第2のカウンタ532と、第3のカウンタ533と、イベント時間算出部520と、表示部521とを備える。クロックカウンタ511、ランダムイベント発生部512、イベント処理部513、イベント開始時刻記録部514、イベント終了時刻記録部515、イベント処理時間計算部516、識別情報記録部517、イベント時間算出部520、表示部521は、第1の実施形態と同様に構成される。
前述の第1の実施形態では、第1のカウンタ18及び第2のカウンタ19により、第1の処理時間となる計測値と第2の処理時間となる計測値とをカウントしている。これに対して、この実施形態では、測定誤差を考慮して、第1のカウンタ531、第2のカウンタ532、第3のカウンタ533を用意し、第1の処理時間となる計測値と、第2の処理時間となる計測値と、第3の処理時間となる計測値とをカウントしている。
つまり、第1の実施形態では、測定誤差が無視できる場合を対象としており、この場合には、イベント処理時間計算部16で、イベント終了時刻T2からイベント開始時刻T1を減算して求められるイベントの処理時間は、2種類の値になると説明した。しかしながら、測定誤差が含まれると、計測されるイベントの処理時間が2種類以上となる場合もある。
ここで、測定誤差は、イベント開始や終了時に、イベント時刻記録部514やイベント終了時刻記録部515でのクロックの取得誤差や、クロックカウンタ511の揺らぎ等によるものが考えられる。また、以下の説明では、測定誤差dは、クロックカウンタの1クロックの周期よりも十分に短いものとする。
測定誤差を含まないとした場合、実際のイベント処理時間Tevとすると、0から1クロックの間でランダムに発生するイベントの処理時間は、TevからTev+1の区間になる。これに対して、測定誤差を含んでいると考えると、イベントの処理時間は、(Tev−d)から(Tev+1+d)の区間となる。
ここで、イベント処理時間Tevを(Tev=5.4秒)とし、測定誤差dを(d=±0.1秒)とした場合には、測定誤差を含んだイベント処理時間Tevの区間は、5.3(=5.4−0.1)秒から6.5(=5.4+1+0.1)秒の区間となる。この場合には、イベント終了時刻T2からイベント開始時刻T1を減算して求められるイベントの処理時間は、5秒又は6秒の2種類となり、第1の実施形態の構成で測定が可能である。
これに対して、イベント処理時間Tevを(Tev=5.02秒)とし、測定誤差dを(d=±0.1秒)とした場合には、測定誤差を含んだイベント処理時間Tevの区間は、4.98(=5.02−0.1)秒から6.12(=5.02+1+0.1)秒の区間となる。この場合、イベント終了時刻T2からイベント開始時刻T1を減算して求められるイベントの処理時間は、4秒、5秒、又は6秒の3種類の値となる。
このように測定誤差も考慮した場合には、イベント処理時間と測定クロックと測定誤差との関係により、イベント終了時刻T2からイベント開始時刻T1を減算して求められるイベントの処理時間が3種類の値になることがある。
この実施形態は、このように、イベント終了時刻T2からイベント開始時刻T1を減算して求められるイベントの処理時間が3種類の値になることに対応して、3つのカウンタ531、532、533を用意し、第1の処理時間となる計測値と、第2の処理時間となる計測値と、第3の処理時間となる計測値とをカウントしている。
すなわち、この実施形態では、イベント処理時間計算部516は、イベントの開始時刻T1及びイベントの終了時刻T2をイベント開始時刻記録部514及びイベント終了時刻記録部515から受け取り、イベントの処理時間Txを、(T2−T1)として計算する。そして、この計算された時間(T2−T1)が取る得る三つの処理時間のうち、計測で最初に出現した処理時間を第1の処理時間とし、最初に出現した処理時間以外で次に出現した処理時間を第2の処理時間とし、第1の処理時間と第2の処理時間以外の処理時間を第3の処理時間としている。
そして、第1のカウンタ531は、第1の処理時間の出現回数をカウントし、第2のカウンタ532は、第2の処理時間の出現回数をカウントし、第3のカウンタ533は、第3の処理時間の出現回数をカウントする。
識別情報記録部517は、第1の処理時間を時間(T2−T1)が取る得る三つの処理時間のうち、最短の処理時間と仮に設定し、第1の処理時間を最短の処理時間を示す最短処理時間情報として記録し、第1の処理時間を計数する第1のカウンタを識別する情報を、最短処理時間カウンタ情報として記録する。
第2の処理時間が第1の処理時間よりも長い場合、識別情報記録部517は、第2の処理時間を時間(T2−T1)が取る得る三つの処理時間のうち、中間の処理時間と仮に設定し、第2の処理時間を計数する第2のカウンタを識別する情報を、中間処理時間カウンタ情報として記録する。一方、第2の処理時間が第1の処理時間よりも短い場合、識別情報記録部517は、第2の処理時間を最短の処理時間と仮に設定しなおし、第2の処理時間を最短の処理時間を示す最短処理時間情報として更新し、第2の処理時間を計数する第2のカウンタを識別する情報を、最短処理時間カウンタ情報として更新する。更に、識別情報記録部517は、第1の処理時間を中間の処理時間と仮に設定しなおし、第1の処理時間を中間の処理時間を示す中間処理時間情報として更新し、第1の処理時間を計数する第1のカウンタを識別する情報を、中間処理時間カウンタ情報として更新する。
第3の処理時間が第1の処理時間及び第2の処理時間よりも長い場合、識別情報記録部517は、第3の処理時間を時間(T2−T1)が取る得る三つの処理時間のうち、最大の処理時間に設定し、第3の処理時間を計数する第3のカウンタを識別する情報を、最大処理時間カウンタ情報として記録する。
一方、第3の処理時間が第1の処理時間よりも長く第2の処理時間よりも短い場合、識別情報記録部517は、第3の処理時間を中間の処理時間に設定しなおし、第3の処理時間を計数する第3のカウンタを識別する情報を、中間処理時間カウンタ情報として更新する。更に、識別情報記録部517は、第2の処理時間を最大の処理時間に設定しなおし、第2の処理時間を計数する第2のカウンタを識別する情報を、最大処理時間カウンタ情報として更新する。
一方、第3の処理時間が第1の処理時間及び第2の処理時間よりも短い場合、識別情報記録部517は、第3の処理時間を最短の処理時間に設定しなおし、第3の処理時間を最短の処理時間を示す最短処理時間情報として更新し、第3の処理時間を計数する第3のカウンタを識別する情報を、最短処理時間カウンタ情報として更新する。その場合に、識別情報記録部517は、第1の処理時間及び第2の処理時間のうち、短い方の時間を計数するカウンタを識別する情報を、中間処理時間カウンタ情報として更新し、長い方の時間を計数するカウンタを識別する情報を、最大処理時間カウンタ情報として更新する。
イベント処理時間算出部520は例えば、識別情報記録部517から最短処理時間情報、最短処理時間カウンタ情報、中間処理時間カウンタ情報及び最大処理時間カウンタ情報を読み出す。イベント処理時間算出部520は例えば、第1のカウンタ531からカウント値を読み出し、第2のカウンタ532からカウント値を読み出し、第3のカウンタ533からカウント値を読み出す。イベント処理時間算出部520は、最短処理時間カウンタ情報が示すカウンタのカウント値C1を取得する。具体的には例えば、イベント処理時間算出部520は最短処理時間カウンタ情報が示すカウンタが第1のカウンタ531の場合、第1のカウンタ531からカウント値をカウント値C1とする。同様に、イベント処理時間算出部520は、中間処理時間カウンタ情報が示すカウンタのカウント値C3及び最大処理時間カウンタ情報が示すカウント値C2を取得する。
イベント処理時間算出部520は例えば、最短処理時間情報が示す最短の処理時間Tsと、最短処理時間カウンタ情報が示すカウンタのカウント値C1、中間処理時間カウンタ情報が示すカウンタのカウント値C3、最大処理時間カウンタ情報が示すカウント値C2を用いて、イベント処理時間として下記の式で計算される値を計算する。
Figure 2014178206
本実施形態を測定誤差のない場合に適用すると、第3のカウンタ533のカウント値が0となり、第2のカウンタ532のカウント値が第1の実施形態における第2のカウンタ19のカウント値と同様となり、第1の実施形態の場合と同様の結果を得ることができる。
なお、この実施形態の場合には、3種類の処理時間が生じるので、識別情報記録部517は第1の処理時間から第3の処理時間までのうちの2つの処理時間を記録してもよい。イベント処理時間算出部520がイベント処理時間を(7)式に示すように計算する場合には、識別情報記録部517には、少なくとも、時間(T2−T1)が取る得る三つの処理時間のうち最短の処理時間Tsの情報を記録してもよい。
以上説明したように、本実施形態では、測定誤差を含んで、計測値が3つの種類の値となるような場合でも、イベント時間の測定を行うことができる。
なお、本発明に係る計測装置の全部又は一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
11、311、411、511 クロックカウンタ
111、211 外部クロックカウンタ
12、312、412、512 ランダムイベント発生部
13、313、413、513 イベント処理部
113、213 外部イベント処理部
14、114、214、314、414、514 イベント開始時刻記録部
15、115、215、315、415、515 イベント終了時刻記録部
16、116、216、316、416、516 イベント処理時間計算部(処理時間算出部、識別部)
17、117、217、317、417、517 識別情報記録部(記録部)
18、118、218、318、418、531 第1のカウンタ
19、119、219、319、419、532 第2のカウンタ
20、120、220、320、420、520 イベント時間算出部
21、121、221、321、421、521 表示部
230 ランダムディレイ発生部
533 第3のカウンタ

Claims (9)

  1. イベントの開始を示すイベント開始情報と前記イベントの終了を示すイベント終了情報の間を測定用クロックにより計測し、前記イベントの処理時間を算出する処理時間算出部と、
    前記処理時間算出部が算出した処理時間の発生回数を、前記処理時間が取り得る複数の連続する処理時間毎にカウントするカウント部と、
    前記処理時間算出部が算出した処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出するイベント時間算出部と、
    を備える計測装置。
  2. 前記処理時間算出部が算出した前記処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間が、該処理時間が取り得る複数の連続する処理時間のうちのどれに該当するかを識別する識別部を更に備え、
    前記イベント時間算出部は、前記識別部が識別した処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記イベント処理時間の推定値を算出する請求項1に記載の計測装置。
  3. 前記複数の連続する処理時間は、連続する第1の処理時間及び第2の処理時間であり、
    前記処理時間算出部は、前記イベントの開始を示すイベント開始情報のタイミングで測定用クロックを取得し、前記イベントの終了を示すイベント終了情報のタイミングで前記測定用クロックを取得し、前記イベント終了情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間から、前記イベント開始情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間を減算することにより、前記イベントの処理時間を算出し、
    前記識別部は、前記第1の処理時間及び第2の処理時間のうちの少なくとも1つの処理時間を記録部に記録させ、前記処理時間算出部から得られたイベントの処理時間を第1の処理時間と第2の処理時間とに識別し、
    前記カウント部は、前記第1の処理時間の発生回数をカウントする第1のカウンタと、前記第2の処理時間の発生回数をカウントする第2のカウンタとを有し、
    前記イベント時間算出部は、前記第1の処理時間の発生回数と前記第2の処理時間の発生回数とに基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出する請求項2に記載の計測装置。
  4. 前記複数の連続する処理時間は、連続する第1の処理時間、第2の処理時間及び第3の処理時間であり、
    前記処理時間算出部は、前記イベントの開始を示すイベント開始情報のタイミングで測定用クロックを取得し、前記イベントの終了を示すイベント終了情報のタイミングで前記測定用クロックを取得し、前記イベント終了情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間から、前記イベント開始情報のタイミングで取得した測定用クロックの時間を減算することにより、前記イベントの処理時間を算出し、
    前記識別部は、前記第1の処理時間、前記第2の処理時間及び前記第3の処理時間のうちの少なくとも2つの処理時間を記録部に記憶させ、前記処理時間算出部から得られたイベントの処理時間を、前記第1の処理時間と、前記第2の処理時間と、前記第3の処理時間とに識別し、
    前記カウント部は、前記第1の処理時間の発生回数をカウントする第1のカウンタと、前記第2の処理時間の発生回数をカウントする第2のカウンタと、前記第3の処理時間の発生回数をカウントする第3のカウンタとを有し、
    前記イベント時間算出部は、前記第1の処理時間の発生回数と、前記第2の処理時間の発生回数と、前記第3の処理時間の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間のイベント処理時間の推定値を算出する請求項2に記載の計測装置。
  5. 信頼度と信頼区間の条件の入力を受け付ける測定条件入力部を更に備え、
    前記イベント時間算出部は、前記測定条件入力部が受け付けた信頼度と前記第1の処理時間の発生回数と前記第2の処理時間の発生回数とに基づいて信頼区間を算出し、該算出した信頼区間が、前記測定条件入力部が受け付けた信頼区間の条件を満足しているかどうかを判定し、前記算出した信頼区間が、前記測定条件入力部が受け付けた信頼区間の条件を満足するまで、計測処理を継続する請求項3に記載の計測装置。
  6. 前記イベント開始情報及びイベント終了情報が入力されると、ランダムに遅延時間を生成し、前記入力されたイベント開始情報及びイベント終了情報を、前記生成した遅延時間の間だけ遅延させて、前記処理時間算出部に出力する遅延部を更に備える請求項1乃至5の何れか一項に記載の計測装置。
  7. 前記イベント時間算出部は、予め決められた第1の回数だけイベントが発生した場合に、前記推定値を一つ算出し、
    前記処理時間算出部が予め決められた第2の回数だけ前記推定値を算出した場合、前記第2の回数分の推定値に基づいて、新たな推定値を算出する第2イベント時間算出部を更に備える請求項1乃至6の何れか一項に記載の計測装置。
  8. 処理時間算出部が、イベントの開始を示すイベント開始情報と前記イベントの終了を示すイベント終了情報の間を測定用クロックにより計測し、前記イベントの処理時間を算出する手順と、
    カウント部が、前記算出された処理時間の発生回数を、前記処理時間が取り得る複数の連続する処理時間毎にカウントする手順と、
    イベント時間算出部が、前記算出された処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出する手順と
    を有することを特徴とする計測方法。
  9. コンピュータに、
    イベントの開始を示すイベント開始情報と前記イベントの終了を示すイベント終了情報の間を測定用クロックにより計測し、前記イベントの処理時間を算出するステップと、
    前記算出された処理時間の発生回数を、前記処理時間が取り得る複数の連続する処理時間毎にカウントするステップと、
    前記算出された処理時間が取り得る時間のうち少なくとも一つの処理時間と前記処理時間毎の発生回数に基づいて、前記測定用クロックの分解能の間の精度でイベント処理時間の推定値を算出するステップと、
    を実行させるための計測プログラム。
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