JP2887515B2 - 記録装置のシミュレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の記
録装置の開発を支援するシミュレーション装置に係り、
特にタイミングデータトレースおよびタイミングデータ
入力タイミング設定を改良したソフトウェアシミュレー
タ（以下シミュレータと称す）に関する。

〔従来の技術〕

近年、記録装置においては、社会的ニーズの多様化に
より一つの機種の於ける多機能化、特定機能のみをもつ
多機能化など製品開発に大きな変化が見られる。これら
の変化に対応するための技術革新は、MPUの導入とその
ソフトウェアによるところが極めて大きく、年々ソフト
ウェア規模が増大すると共に、このソフトウェアの開発
が製品開発に全工数上の大きなウェイトを占めるように
なってきている。

従来、記録装置におけるソフトウェア開発では、エミ
ュレーションテストおよび実機テストにおいてデバッグ
が行われている。

この方式では、電機回路基板／ソフト結合や実機デバ
ッグでのトラブルの発生件数が多く、しかも後に行く
程、その対策工数が増大し、結果として製品開発の効率
低下につながっている。このような技術的背景の中か
ら、電気回路基板や試作機なしでもソフトウェアのデバ
ッグができる支援システム（シミュレータ）が提案され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

記録装置の一連の動作をシミュレーションするには、
機構部分に配置されたセンサの出力変化を装置の固有の
動作時間に対応させたタイミングデータが必要となる。
タイミングデータは通常スタートボタンのON時を起点と
して作成される。一方シミュレータではマシンのパワー
ONを起点としてシミュレーションが始まり、パワーオン
シーケンスにおいてイニシャライズが行われた後にター
ゲットプログラムがRUNする。このRUNによりタイミング
データが読み込まれてプログラムのデバッグが行われ
る。したがって、両者を同期させるにはタイミングデー
タ上の各時間に、パワーONからスタートONまでのオフセ
ット時間を足してやる必要があった。この作業は多大な
時間と手間がかかり、計算ミスが発生し易いなどの問題
があった ところで、記録装置は所期の目的を達成するために、
電機回路基板からの制御信号により機構部分が一連の動
作を行うように構成されており、電気回路基板はタイミ
ングデータに基づいてMPUに信号を供給し、このMPUに搭
載されたプログラムに従って機構部分を制御する信号を
出力する。

このようなアプリケーションプログラムのデバッグ
は、プログラムがソースレベルで一応完成したとして
も、実際の電気回路基板が周辺のLSIも含めて全て完成
していなければ、MPUの各端子にどのような信号が供給
されるのか、或はMPUの各端子からの信号はどのように
して外部に出力されるのかを知ることができない。

また、複数のモジュールから構成される装置において
は、モジュール単体ではデバッグを行うことができず、
他のモジュールからの通信データを必要とする。

シミュレーション実行中に通信データを含むタイミン
グデータをトレースする場合、例えば特願平２−18862
「記録装置のシミュレータおよびそのデバッガ」に開示
されたシミュレータでは入力，出力，通信，受信の各デ
ータがトレース画面上に表示される。したがって、注目
したいデータが他のデータに混在して表示されるために
見ずらくなり、また他のデータを格納するためのディス
ク使用量が大きくなる。

またモニタリング画面に表示されたマシンレイアウト
上の入出力信号変化をより詳細に検討したい場合には、
デバッグコマンドを選択し、開かれるメニュー画面でタ
イミングデータトレースを指定して当該トレースウイン
ドウを開いてセンサなどの信号変化データを見て検討さ
れる。その際、再びモニタリング画面に戻すには、デバ
ッグ画面が操作される。すなわち、デバッグ画面は“Ex
it"コマンドを指定することにより閉じられてしまうの
で、再び見たいときは上記の操作を再度行わなければな
らず、デバッグ作業が効率的にできなかった。

本発明の目的は、タイミングデータ上の各時間にオフ
セット時間を自動加算するタイミングデータ入力タイミ
ング設定機能を持った記録装置のシミュレータを提供す
ることである。

また他の目的は、タイミングデータトレースで特定の
データのみをデバッグ画面上に表示するフィルタリング
機能を持った記録装置のシミュレータを提供することで
ある。

更に他の目的は、シミュレーション実行中にタイミン
グデータトレースウインドウを簡単な操作で開閉するこ
とができるアイコン化機能を持った記録装置のシミュレ
ータを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明はターゲットプロ
グラムを実行するMPU、周辺LSIを含むターゲットシステ
ムのハードウェア情報の定義、およびMPUの入力端子へ
の信号の変化状態を示すテストデータを生成するコンフ
ィグレーション部と、ターゲットシステムを構成する電
気的要素や機械的要素をエンジンとしてソフトウェア的
にシミュレーションするシミュレーションエンジン部
と、シミュレーションの実行制御、環境設定、データ入
力、修正などの操作を行うシミュレーションウインドウ
部とから成り、前記コンフィグレーション情報を基にエ
ンジンを起動し、ターゲットプログラムを走行させてシ
ミュレーションを実行する記録装置のシミュレータにお
いて、前記テストデータはターゲットシステム内で発生
するセンサ信号等のオンオフ信号で形成されるタイミン
グデータを含み、該タイミングデータを本シミュレータ
が適用できるダイレクト信号データにフォーマット変換
するタイミングデータ変換部を備え、前記タイミングデ
ータ変換部は本シミュレータのパワーオンから上記ター
ゲットプログラムのラン開始までのオフセット時間を上
記タイミングデータ上の各時間に自動加算する演算機能
を有するものである。

またオフセット時間を設定するパラメータが設けられ
たタイミングデータ変換ウインドウを備えたものであ
る。

またタイミングデータトレースウインドウを備え、該
ウインドウにタイミングデータの中の特定データを選択
するパラメータを設け、このパラメータを選択したとき
に当該データのみを表示するように構成されたものであ
る。

更にシミュレーションウインドウ部は少なくともター
ゲットシステムの動作状況を把握するためのモニタリン
グ画面を表示するモニタリングウインドウとシミュレー
ション実行中のテストデータのトレース内容を表示する
タイミングデータトレースウインドウを有し、該タイミ
ングデータトレースウインドウを一時消して待機状態に
するアイコン処理手段が設けられたものである。

〔作用〕

タイミングデータ変換部に本シミュレータのパワーオ
ンからターゲットプログラムのラン開始までのオフセッ
ト時間を入力することにより、タイミングデータ上の各
時間にオフセット時間が自動加算される。

またタイミングデータトレースウインドウでは注目し
たタイミングデータのみを見ることができると共に、デ
ィスク使用量が当該データだけなのでディスク容量に余
裕を持たせることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、本シミュレータにおいて、ハードウェアコンフィグ
レーション機能については先に同一人が出願した特願平
１−140716号（平成１年６月２日出願）、またシミュレ
ーションエンジンを含むサブシステムについては、特願
平１−262908号（平成１年10月11日出願）、更にデバッ
ガ機能をもつシミュレータについては特願平２−18862
号（平成２年１月31日出願）に詳細に記述されているの
で、本出願は上記出願を引用し、本願発明に関して上記
出願に記載されている構成要素の詳細な説明を省略す
る。

第２図は本シミュレータのハードウェア構成の模式図
である。中央処理装置10は本シミュレータの全体の制御
およびデータ処理を行うもので、この中央処理装置10に
はメインメモリ11、内部バス12を介して各種データおよ
び指示を入力するキーボード13、処理結果などを表示す
るためのディスプレイ14、およびプログラムやデータを
格納するディスク装置15が接続されている。

ディスク装置15には、シミュレーション実行時の総て
の処理に関して、その実行中に必要なプログラム本体、
データなどのソフトウェア資源がファイルとして格納さ
れている。プログラムの実行に際しては、このディスク
装置15内のプログラムおよびデータをメインメモリ11に
ロードし、中央処理装置10はこれらのソフトウェア資源
を使って必要な処理を実行する。

次に、本シミュレータのソフトウェア構成を実現する
ための機能実現手段を第１図に基づいて説明する。

本シミュレータはプロダクト名とモジュール名の指定
およびウインドウの表示を制御すると共に、各セッショ
ンプロセスの起動を実行するシミュレータ管理部20と、
ターゲットシステムの各種のハードウェア情報を設定す
ると共に、シミュレーションに必要な各種データを生成
するコンフィグレーション部30と、LSI回路、MPU等のタ
ーゲットシステムのシミュレーションを実行するシミュ
レーション部40と、シミュレータの各種情報をグラフィ
ックディスプレイに表示する表示ウインドウ部50とから
構成されている。

コンフィグレーション部30は、MPUのクロック、メモ
リ、端子等を設定するMPU情報設定部31と、各種のイン
タフェース用LSIのコントロール／データアドレスの定
義や端子の接続関係の定義を行うLSI情報設定部32と、
ターゲットプログラムの実行やタイミングデータのカウ
ントなどに用いられ、シミュレーション時の基準となる
クロックを設定するマシンクロック情報設定部33と、シ
ミュレーション状況を画面上で把握するため、模式的に
描かれた記録部上にI/Oポートに対応するマークを配置
するマシンレイアウト設定部34と、設定された各種設定
データ間の整合性をチェックすると共に、シミュレーシ
ョン時に必要となる各種データの作成を行うコンフィグ
レーション照合部35と、ターゲットシステムの動作状態
を示す情報、すなわち機構部分のセンサ等の信号レベル
を時系列に並べたタイミングデータをシミュレータが利
用できるダイレクト信号データにフォーマット変換する
タイミングデータ変換部36と、他のMPUとの通信を行う
ための通信プロトコルの定義およびターゲットシステム
のある動作モードを仮定した場合の実際の通信データの
設定を行う通信データ生成部37とから構成されている。

シミュレーション部40は、シミュレーション管理部4
1、エンジン初期化部42、ウインドウ管理部43、エンジ
ン部44、およびデバッガ45とから成り、コンフィグレー
ション部により定義されたターゲットシステムのハード
ウェア情報に基づいてシミュレーションエンジン（以下
エンジンと称す）を起動し、このエンジンにタイミング
データ，通信データなどのテストデータを供給してター
ゲットプログラムのデバッグを実行する。

表示ウインドウ部50は、コンフィグレーション部での
定義情報設定やデータ生成を行う際に、各種データをビ
ットマップディスプレイ上のウインドウに表示する。

次にタイミングデータについて説明する。

タイミングデータは本シミュレータまたはデータ作成
ブロック、例えば先に同一出願人が出願した特願昭63−
31096号「複写機シミュレーション用データ作成装置」
で作成され、ディスク装置15に格納されている。

第３図に示すシミュレータウインドウSSWのセッショ
ンパラメータの中から“Timing Data"をダブルクリック
するとメニュー画面が開かれ、本シミュレータで作成す
るか、または外部作成を利用するかを選択する。

尚、本発明の目的の一つとして、タイミングデータの
オフセット時間を足し込み演算させることにあるので、
ここではデータ作成ブロックで作成されたタイミングデ
ータをダイレクト信号データにフォーマット変換するこ
とについて述べる。

第４図はタイミングデータ変換のモジュール構成であ
る。

シミュレータウインドウSSWでタイミングデータ変換
のための操作を行うとタイミングデータ変換管理部360
が呼び出され、ウインドウ生成部361およびイベント実
行部362を起動し、第６図に示すタイミングデータ変換
ウインドウTDCWをオープンさせ、選択されたイベント処
理部を動作させる。

ディスプレイ処理部363は、タイミングデータリード
部368を起動し、指定されたファイル名のタイミングデ
ータをディスク装置15から読み出し、ファイル名「File
Name」表示欄にそのファイルの正式名称を表示すると
同時に、メインメモリ11に格納して、ウインドウ上にそ
の内容を表示する。

リスト処理部364は、パス名が指定されると起動し、
このパスに関するディレクトリ名およびその有無やタイ
ミングデータファイルの数、名称などをウインドウ上に
表示するための処理を実行する。

コンバート処理部366は、ウインドウ上の“Convert"
を選択することにより、タイミングデータ変換実行部37
0を起動して第５図に示すデータ処理を実行する。すな
わち、タイミングデータ変換実行部370ではディスク装
置15から指定されたタイミングデータファイル360aとコ
ンフィグレーション照合部35により作成されたダイレク
ト信号名データ360bとを読み出し、この両データを対照
させてタイミングデータ上の各時間に設定されたオフセ
ット時間を足し込み演算した後にフォーマット変換す
る。そしてファイル生成部371において、ダイレクト信
号データ360cを作成すると共に、ダイレクト信号データ
360cとタイミングデータとを対応させるためのタイミン
グデータ信号名データ360dを作成する。

タイミングデータ変換ウインドウTDCWは、第６図に示
すように、ディスク装置15に格納されたタイミングデー
タファイル360aの在りかを示すパスをパス「Path」、デ
ィレクトリ「Directories」、ファイル「File」の３つ
の層に分けてリストアップし、その結果を表示するファ
イル一覧表示欄100、前記データに関する格納されたフ
ァイルの個数および名称を表示するファイル数及び名表
示欄101、および指定のファイルの内容を表示するデー
タ表示欄102、およびファイルの正式名称を表示するフ
ァイル正式名称表示欄103が設けられている。またオフ
セット時間は「Off Set Time」欄104に入力する。更に
ファイルの選択およびオフセット時間の設定が終了した
時点で“Convert"をクリックするとフォーマット変換が
実行される。ウインドウ上には、タイミングデータ「Ti
ming Data」の下にディレクトリ「Directories」がなく
（“No"表示）、６つのファイル（“6"）があり、その
ファイルの中からタイミングデータファイル“m1.TDT"
が選択され、このファイルの正式名称をファイル名表示
欄に、データ内容がデータ表示欄にそれぞれ表示されて
いる。

ウインドウ描画部367は、上記各表示欄に表示するた
めの処理を行う。

イグジット処理部365は、タイミングデータ変換作業
の終了時にウインドウ上の“Exit"を選択することによ
りウインドウ閉成部369を起動し、タイミングデータ変
換ウインドウTDCWを閉じる。

次にシミュレーション部40の機能について述べる。

シミュレーションの管理ちは、ウインドウの生成およ
び閉成やオープン中のウインドウにおけるイベント発生
時にそれぞれのウインドウでのイベント処理実行への分
岐などを行う機能、エンジンを起動してシミュレーショ
ンの実行およびシミュレーション実行時におけるブレイ
ク、トレースなどの各種のデバッグ機能の提供などを行
う機能をもっている。

シミュレーション管理部41は、第３図に示すシミュレ
ータウインドウSSWのセッション“Simulation"を指定
し、“Go Session"を選択すると、シミュレータ管理部2
0により呼び出されて起動し、シミュレーション初期化
部42、ウインドウ管理部43、エンジン部44およびデバッ
ガ45を制御する。

ウインドウ管理部43は、各種のシミュレーションやイ
ベントに関するウインドウを管理する。

第７図は、シミュレータウイントウSSWの中のセッシ
ョン“Simulation"を指定し、“GO Session"を選択する
ことによって開かれるシミュレーションウインドウSWで
ある。なお、ウインドウの初期画面は、モニタリングウ
インドウMWにマシンレイアウトMLが表示されていない状
態である。

シミュレーションウインドウSSWではシミュレーショ
ンの実行制御、シミュレーションの環境（モード）を各
種設定ターゲットプログラムの各種選択、レイアウト図
の各種選択、レジスタ、メモリ等の表示及び設定、シミ
ュレーション実行中における信号変化のモニタリング、
ブレイク、トレース、およびマニュアルで通信データお
よび信号データの入力などの実行を操作することができ
る。

このシミュレーションウインドウSWは、プロダクト
名，ターゲットプログラム名，シミュレーションモード
名，シミュレーション経過時間などのシミュレーション
情報が表紙され、シミュレーションの実行およびデバッ
グに必要なコマンドを実行した際のエラーメッセージの
表示がなされる。またシミュレーション中のターゲット
システム（マシンレイアウト）の模式図を表示し、各部
の信号変化を表示するモニタリングウインドウMWが設け
られている。

シミュレーションは、コマンド部200にあるスタート
ボタン2000を押す（クリック）ことにより実行される。
シミュレーションモードを選択した場合には、通信デー
タ、タイミングデータ等の外部環境と同期してターゲッ
トプログラムのシミュレーションを実行する。このモー
ドでは通信データやタイミングデータなどのテストデー
タを連続的に供給して実行するオートモード、テストデ
ータを同じタイムラベルごと、すなわちデータのキュー
イング上のステップで順次供給して実行するステップモ
ード、テストデータをマニュアル設定により供給して実
行するマニュアルモードが選択できる。プログラムモー
ドを選択した場合には、ターゲットプログラムのみを対
象としたシミュレーションを実行する。このモードでは
テストデータを使用することなくターゲットプログラム
を走行させてモニタの働きをチェックする。実際にはテ
ストデータを必要とする箇所でテストデータに変わるも
のとしてCPUのメモリやレジスタに値を設定し、プログ
ラムを走らせて行う。

デバッグは、シミュレーションウインドウSWのデバッ
グツールボックス（Debug Tool Box）表示領域202にあ
るコマンド2010の選択によってデバッグ画面を起動して
実行することができる。以下にデバッグ機能を実現する
ための構成について説明する。

デバッガ45は、シミュレーション管理部41により管理
され、シミュレーションの実行と同時にユーザに対して
ブレイクポイント機能，トレース機能，メモリおよびレ
ジスタ設定・表示機能，モニタリング機能，セットアッ
プ機能を提供する。

トレース機能は、シミュレーションウインドウでデバ
ックツールボックスのトレース（Trace）表示の中から
所望のトレースコマンドを指定することにより開かれる
トレースウインドウで実行される。以下に各種トレース
機能のうち、本発明に係るタイミングデータトレース機
能について説明する。

デバッグツールボックスの中からタイミングデータト
レース（TimingDadaTrace）を指定すると、第７図に示
すようにタイミングデータトレースウインドウTDTWがモ
ニタリング画面MWに重なるようにして開かれる。ウイン
ドウを見ながらデバッグを行った後、ウインドウ内の
“Icon"コマンドをクリックすると、ウインドウがモニ
タリング画面上から一時的に消える。再度タイミングデ
ータトレースを指定することにより同様に開くことかで
きる。このように、シミュレーション中にモニタリング
画面とデバッグ画面を適宜に切替えてシミュレーション
の状況把握やデバッグを行うことができる。

タイミングデータトレース機能は、データ作成ブロッ
クで作成されたタイミングデータおよびマニュアル入力
されるデータをトレース表示する。

本機能は、入出力データや送受信データの状態変化が
シミュレーション実行中に何時起きたのかを知ることが
できる。

第９図はタイミングデータトレースのモジュール間の
データ関連を含む構成である。

ウインドウ管理部43は、シミュレータ管理部20が管理
するシミュレーションウインドウイベントハンドラおよ
び該ウインドウイベントハンドラにより開かれた各種ウ
インドウのイベントハンドラ431を管理している。

ウインドウ生成部432は、シミュレーションウインド
ウのデバッガコマンドから“Timing Data Trace"を指定
すると、シミュレーションウインドウイベントハンドラ
により起動され、タイミングデータトレースウインドウ
TDTWを第７図に示すモニタリングウインドウMW上に重ね
てオープンさせる。

タイミングデータトレースウインドウTDTWは、スター
ト，ストップ，クリアログ，アイコン，イグジットなど
の操作を実行するコマンドが設けられたコマンド部430
0、特定のトレースデータを見たい場合に入力データ，
出力データ，受信データ，送信データのいずれかを指定
するパラメータ部4310、トレース結果を表示するディス
プレイ部4320を備えている。

図示の表示例では、入力信号として、ゲートセンサの
ON信号がシミュレーション開始から100ms後（マシンク
ロック（M/C）で10カウント目）に入力され、また受信
データとして「00113421」が同じく200ms（M/C）で10カ
ウント目）に受信されたことを示している。

ウインドウ描画部433は、指定されたパラメータやト
レース内容をウインドウ内に表示するための処理を行
う。

スタート処理部434は、コマンド“Start"を指定する
ことにより起動し、トレースを開始する。

ストップ処理部435は、“Stop"を指定することにより
起動し、トレースを停止する。

アイコン処理部436は、“Icon"を指定することにより
起動し、開かれているタイミングデータトレースウイン
ドウをモニタリング画面から一時消して待機状態にす
る。同時にこのアイコン状態は“TimingDataTrace"表示
の色、例えばバックカラー（第７図中網目部分）が変え
られる。

イグジット処理部437は、“Exit"を指定することによ
り起動し、ウインドウ閉成部438を動作させてタイミン
グデータトレースウインドウを閉じる。

タイミングデータトレースは、タイミングデータトレ
ースウインドウで、コマンド“Start"をクリックする
と、スタート処理部434が起動し、通信データエンジンC
DEおよびダイレクト信号エンジンDSEによりタイミング
データトレース実行部439が呼び出され、シミュレーシ
ョン実行時にエンジンが入出力するタイミングデータや
マニュアルデータをトレースし、タイミングデータトレ
ースログファイル440に書き込むと、同時にウインドウ
描画部433を動作させてトレース内容をディスプレイ432
0上に表示する。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば、データ作成ブロック
で作成されたタイミングデータをダイレクト信号データ
にフォーマット変換する際に、タイミングデータ変換ウ
インドウでオフセット時間を設定することにより自動的
にオフセット加算が行われるので、タイミングデータの
入力タイミングをとるための計算時間の削減や計算ミス
の防止ができる。またタイミングデータトレースウイン
ドウに見たいデータのみを表示するためのパラメータが
設けられているので、トレースログファイルが見易くな
ると共に、このファイルによるディスク使用量を節約で
きる。更にタイミングデータトレースウインドウはアイ
コン化されるので、シミュレーション実行中に１アクシ
ョンで開閉することができ、デバッグ作業を効率的にで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録装置のシミュレータのソフトウェア構成
図、第２図はハードウェア構成図、第３図はシミュレー
タウインドウ図、第４図はタイミングデータ変換のモジ
ュール構成図、第５図はタイミングデータ変換のための
モジュール間データ関連図、第６図はタイミングデータ
変換ウインドウ図、第７図はアイコン化前のシミュレー
ションウインドウ図、第８図はタイミングデータトレー
スのモジュール構成図、第９図はタイミングデータトレ
ースウインドウ図である。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ターゲットプログラムを実行するMPU、周
   辺LSIを含むターゲットシステムのハードウェア情報の
   定義、およびMPUの入力端子への信号の変化状態を示す
   テストデータを生成するコンフィグレーション部と、タ
   ーゲットシステムを構成する電気的要素や機械的要素を
   エンジンとしてソフトウェア的にシミュレーションする
   シミュレーションエンジン部と、シミュレーションの実
   行制御、環境設定、データ入力、修正などの操作を行う
   シミュレーションウインドウ部とから成り、前記コンフ
   ィグレーション情報を基にエンジンを起動し、ターゲッ
   トプログラムを走行させてシミュレーションを実行する
   記録装置のシミュレータにおいて、前記テストデータは
   ターゲットシステム内で発生するセンサ信号等のオンオ
   フ信号で形成されるタイミングデータを含み、該タイミ
   ングデータを本シミュレータが適用できるダイレクト信
   号データにフォーマット変換するタイミングデータ変換
   部を備え、前記タイミングデータ変換部は本シミュレー
   タのパワーオンから上記ターゲットプログラムのラン開
   始までのオフセット時間を上記タイミングデータ上の各
   時間に自動加算する演算機能を有することを特徴とする
   記録装置のシミュレータ。
2. 【請求項２】前記オフセット時間を設定するパラメータ
   が設けられたタイミングデータ変換ウインドウを備えて
   いる請求項１記載の記録装置のシミュレータ。
3. 【請求項３】タイミングデータトレースウインドウを備
   え、該ウインドウにタイミングデータの中の特定データ
   を選択するパラメータを設け、このパラメータを選択し
   たときに当該データのみを表示するように構成されてい
   る請求項１記載の記録装置のシミュレータ。
4. 【請求項４】シミュレーションウインドウ部は少なくと
   もターゲットシステムの動作状況を把握するためのモニ
   タリング画面を表示するモニタリングウインドウとシミ
   ュレーション実行中のテストデータのトレース内容を表
   示するタイミングデータトレースウインドウを有し、該
   タイミングデータトレースウインドウを一時消して待機
   状態にするアイコン処理手段が設けられた請求項１記載
   の記録装置のシミュレータ。