JP3900470B2 - ディジタル信号測定装置及びトラフィック観測方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象システムのバスにおける信号トラフィックを観測するディジタル信号測定装置及びその観測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタルバスの観測及び評価は、次のようにして行われるのが一般的である。
まず、ロジック・アナライザ等のディジタル信号測定装置を用い、バスをプローブして、所定のバスパターンによってトリガーをかけ、その後のディジタルバス信号を取得し、得られたディジタルバス信号のデータをロジック・アナライザに装備されているディジタル・ストレージに保存する。同時に、このディジタル信号の測定結果を表示装置に波形表示する。
また、測定結果を詳細に観測、解析する場合は、ディジタル・ストレージに保存されている取得データに対し、コンピュータ上で解析用プログラムを実行することにより実現している。
【０００３】
以下に、ディジタルバスを観測するための、従来のディジタル信号測定装置の例を示す。
図８は、ロジック・アナライザの構成例を示す図である。同図には２つのロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂが記載されているが、これは２つのバス８２０Ａ、８２０Ｂをそれぞれ観測するためであり、各々の構成は同一である。
【０００４】
図８を参照すると、ロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂは、バス８２０Ａ、８２０Ｂからディジタルバス信号を取得するプローブ８３０に接続され、ディジタルバス信号取得のタイミングを取るトリガー発生装置８１１と、取得されたディジタルバス信号のデータを蓄積するディジタル・ストレージ８１２と、当該データを表示するディスプレイ８１３とを備える。
また図８に示すように、個々のロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂは、バス８２０Ａ、８２０Ｂを、それぞれ個別に観測する。また、ロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂは互いに外部接続されており、ロジック・アナライザ８１０Ａからの同期信号によりロジック・アナライザ８１０Ｂのトリガーがかけられる。
【０００５】
また、特開平１１−３４４５１１号公報には、ロジック・アナライザとロジック・アナライザにより測定される被測定回路との間に介在するロジック・アナライザ用プローブ回路に関する技術が開示されている。
図９は、同公報に記載されたロジック・アナライザ用プローブ回路の構成を示す図である。
図９を参照すると、このロジック・アナライザ用プローブ回路９１０は、被測定回路９２０の測定点より入力した信号に電気的仕様の変換をして変換後の信号を出力するプローブ回路９１１と、プローブ回路９１１の出力信号を入力して所定の論理演算をして論理演算の出力をロジック・アナライザ９３０に出力する論理演算部（プログラマブルゲートアレイ）９１２とを備える。
【０００６】
図１０は、従来の他のディジタル信号測定装置であるＰＣＩバスモニタの構成例を示す図である。
図１０において、測定対象システムのＰＣＩバス１０２０にバスモニタ装置１０１０を挿入すると、バスモニタ装置１０１０は、ＰＣＩバス１０２０上を伝送するディジタルバス信号を取得し、測定結果のデータを、バスモニタ装置１０１０に実装されているディジタル・ストレージ（ＳＲＡＭ）１０１１に保存する。測定終了後、ディジタル・ストレージ１０１１に保存された測定結果は、外部に接続されている解析装置としてのコンピュータへ転送され、専用の解析プログラムの実行により解析結果が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年のシステムバス幅の増加により、ディジタルバスの観測において時間当たりに保存しなければならないデータ量が膨大になってきている。保存すべきデータ量という観点のみを考慮すると、測定装置外部にストレージ（磁気ディスクなど）を追加装着することによって対応できるが、システムバスクロックが高速な場合は、外部ストレージでは書き込み速度が低速であるために書き込みが間に合わない。そのため、測定装置内部に実装されている、高速に書き込みが可能なディジタル・ストレージ（半導体メモリなど）が必要となる。
【０００８】
高速ディジタル・ストレージは高価であり、物理的に実装可能な容量にも限界がある。したがって、保存しなければならないデータ量が増大している現状において、上記従来のディジタル信号測定装置では、長時間の連続的な観測及び評価は困難になってきている。
一方で、システム全体の評価、解析を目的とした場合、長時間の観測は不可欠である。また、長時間観測しなければ発見することができない、期待されないバスイベントを検出し、その動作の評価を行うことも不可欠である。
【０００９】
また、上記従来のディジタル信号測定装置は、バス上のディジタルバス信号を取得してディジタル・ストレージに保存した後、蓄積された当該ディジタルバス信号を解析してバスイベントを抽出し、当該バスの信号トラフィックを観測していた。そのため、測定対象システムの動作に応じてリアルタイムにバス上の信号トラフィックを観測することができなかった。
【００１０】
さらにまた、複数のバスを観測する場合、近年のバス幅の増加に伴い、観測対象であるバスの数が１台のロジック・アナライザに実装可能なプローブの数を上回る場合が生じ得る。この場合、図８に示したように、複数台のロジック・アナライザを用意し、相互に外部接続して同期させて用いることとなる。
しかし、ケーブルによる外部接続は、信号の周波数が上がるほどノイズがのりやすく、誤動作の原因となる。
【００１１】
そこで、本発明は、複数のバスを持つ複雑なシステムにおいても、バス上の信号トラフィックに対する長時間の観測を可能とするディジタル信号測定装置を提供することを目的とする。
これにより、稀に発行されるような期待されないバスイベントを検出し評価できるようにすることを他の目的とする。
また、本発明は、測定対象システムの動作に応じたバス上の信号トラフィックをリアルタイムに観測できるようにすることをさらに他の目的とする。
さらに本発明は、複数のバスを観測する場合にも、複数のディジタル信号測定装置を外部接続することなく観測可能なディジタル信号測定装置を提供することをさらに他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記の目的を達成するため、測定対象システムのバス上のディジタルバス信号をそのまま保存しまたは処理するのではなく、当該ディジタルバス信号からバスイベントを抽出し、当該バスイベントの発生情報を処理する。これにより、扱う情報量を削減し、観測結果を随時（リアルタイムで）ディスプレイ表示したり、長時間の連続した観測を行ったりすることを可能とする。
かかる思想に鑑み、本発明は、次のように構成されたことを特徴とするディジタル信号測定装置を提供する。すなわち、このディジタル信号測定装置は、測定対象システムのバス上で発生するバスイベントを観測する観測手段と、この観測手段にて観測されたバスイベントの発生に関する情報を蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段にて蓄積されたバスイベントの発生に関する情報を処理する処理手段とを備える。
【００１３】
ここで、この観測手段は、バス上のディジタルバス信号を取得するプローブと、このプローブにて取得されたディジタルバス信号を観測対象であるバスイベントにデコードするデコーダとを備える構成とする。そして好ましくは、このデコーダをＰＬＤ（Programmable Logic Device：プログラマブルロジックデバイス）にて実現する。
【００１４】
また、蓄積手段は、観測手段にて抽出されたバスイベントの発生回数をこのバスイベントの種類ごとに計数するカウンタと、処理手段からの要求に応じてカウンタの計数値を読み出し、この処理手段に送る制御部とを備える構成とする。
ここで、上述した観測手段を測定対象システムのバスの数に応じて複数設けると共に、蓄積手段のカウンタにおいて、この複数の観測手段にてそれぞれ抽出されたバスイベントの発生回数を計数し、処理手段において、この蓄積手段にて計数された複数のバスにおけるバスイベントの発生回数に基づいて、この複数のバスの相関関係を解析することができる。
【００１５】
さらに、上述した処理手段は、蓄積手段から取得したバスイベントの発生に関する情報を解析するデータ処理部と、このデータ処理部による解析結果を視覚化して表示する表示部とを備える構成とする。
【００１６】
また、本発明は、次のように構成されたことを特徴とするディジタル信号測定装置を提供する。すなわち、このディジタル信号測定装置は、測定対象システムのバス上のディジタルバス信号を取得するプローブ・ユニットと、このプローブ・ユニットにて取得されたディジタルバス信号からバスイベントを抽出するデコーダ・ユニットと、このデコーダ・ユニットにて抽出されたバスイベントの発生回数を計数するカウンタ・ユニットとを備える。
【００１７】
さらにまた、本発明は、次のように構成されたことを特徴とするディジタル信号測定装置を提供する。すなわち、このディジタル信号測定装置は、測定対象システムのバス上のディジタルバス信号を取得し、このディジタルバス信号に基づいてバスイベントの発生を観測する観測手段と、この観測手段にて観測されたバスイベントの発生状況に関する情報を処理し、随時、画像表示する情報処理手段とを備える。
【００１８】
ここで、この情報処理手段は、測定対象システムにおける複数のバスから取得されたバスイベントの発生状況を解析してこの複数のバスの相関関係を解析することができる。この場合も、この解析結果を随時、画像表示することができる。さらに、このディジタル信号測定装置は、観測手段にて観測されたバスイベントの発生状況に関する情報を格納する格納手段を備える構成とすることができる。
【００１９】
また、本発明は、測定対象システムのバス上の信号トラフィックを観測するトラフィック観測方法において、このバス上のディジタルバス信号を取得するステップと、取得されたディジタルバス信号が予め設定されたバスイベントを定義する信号パターンと一致した場合に、このバスの発生を示すトリガー信号を生成するステップと、生成されたトリガー信号に基づいて、バスイベントごとに発生回数を計数するステップと、このバスイベントの発生回数の計数結果に基づいてバスの信号トラフィックを解析するステップとを含むことを特徴とする。
さらに好ましくは、このトラフィック観測方法は、信号トラフィックの解析結果を視覚化するイメージデータを生成し、随時表示するステップを含む構成とする。
【００２０】
ここで、上述した信号トラフィックを解析するステップは、複数のバスから取得されたバスイベントの計数結果を解析し、この複数のバスの相関関係を示す情報を生成するステップを含む。
また、バスイベントの発生回数を計数するステップは、トリガー信号を受信し、このトリガー信号に対応して設けられたカウンタにて計数するステップと、所定のタイミングで全てのカウンタによる計数値を順次読み出し、バッファに蓄積するステップとを含み、信号トラフィックを解析するステップは、全てのカウンタの計数値がバッファに格納された後、このバッファ内の計数値を用いてバスの信号トラフィックを解析するステップを含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態によるディジタル信号測定装置の構成を示す図である。図１を参照すると、本実施の形態のディジタル信号測定装置は、バス・プローブ装置１０と、トラフィック測定装置２０と、コンソール・ユニット３０とを備える。バス・プローブ装置１０とトラフィック測定装置２０とを接続するトリガーデータ通信線路４０、及びトラフィック測定装置２０とコンソール・ユニット３０とを接続する測定データ通信線路５０は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＩＥＥＥ１２８４などを用いた高速なパラレル転送またはシリアル転送である。
【００２２】
バス・プローブ装置１０は、測定対象システム１００に設けられているバスに接続され、当該バス上で発生するバスイベントの観測装置として機能する。すなわち、当該バス上のディジタルバス信号を取得し、当該ディジタルバス信号からバスイベントを抽出し、当該バスイベントの発生を示す信号を生成してトラフィック測定装置２０に送信する。また、バス・プローブ装置１０は、カウンタ・トリガー信号の時系列を保持するために、常に、バスクロックを観測し、トラフィック測定装置２０へ伝送している。
図２は、バス・プローブ装置１０の構成を示す図である。
図２を参照すると、本実施の形態によるバス・プローブ装置１０は、測定対象システム１００のバスからディジタルバス信号をラッチする入力部１１と、入力部１１によりラッチされたディジタルバス信号をバスイベントにデコードするバスイベント・デコーダ・ユニット１２と、バスイベント・デコーダ・ユニット１２にてデコードされたバスイベントの発生情報をトラフィック測定装置２０に送信するための通信ユニット１３と、バスイベント・デコーダ・ユニット１２及び通信ユニット１３を制御するプローブ制御ユニット１４とを備える。
【００２３】
入力部１１は、測定対象システム１００のバスに接続されるプローブ・ユニットであり、ディジタルバス信号をラッチするために通常用いられるプローブと同様である。測定対象システム１００への影響を極力抑えるために高インピーダンスな部材で構成される。
【００２４】
バスイベント・デコーダ・ユニット１２は、例えばＰＬＤにて実現され、入力部１１にてラッチされたディジタルバス信号から観測対象であるバスイベントを抽出する。すなわち、テーブルに照合する等の手段を用い、入力部１１にて取得された当該ディジタルバス信号に基づいて、観測すべきイベントが発生したかどうかを判断する。入力部１１から取得したディジタルバス信号が予め設定されたバスイベントを定義する信号パターンと一致した場合は、当該バスイベントが発生したことを示すカウンタ・トリガー信号を出力する。このカウンタ・トリガー信号は、バスイベントごとに区別して出力される。したがって、バスイベント・デコーダ・ユニット１２においてｎ種類のバスイベントを観測するように設定されていれば、ｎ個のカウンタ・トリガー信号が出力されることとなる。当該カウンタ・トリガー信号は、バスイベントごとに区別されて、通信ユニット１３からトリガーデータ通信線路４０を経てトラフィック測定装置２０へ送信される。
【００２５】
バス・プローブ装置１０は、図１に示すように複数設け、測定対象システム１００の複数のバスにおけるバスイベントを抽出することが可能である。この場合、各バス・プローブ装置１０は、同様の構成であり、それぞれのバスで発生したバスイベントに基づいてカウンタ・トリガー信号を生成し、バスクロックと共に、トリガーデータ通信線路４０を介してトラフィック測定装置２０へ送信する。
【００２６】
以上のように、本実施の形態は、バス・プローブ装置１０において、単にディジタルバス信号を取得するのみでなく、当該ディジタルバス信号をバスイベントにデコードしてトラフィック測定装置２０に送る。したがって、ディジタルバス信号を、外部ケーブルを介して伝送する工程が入らないため、ノイズの発生を極力抑えることが可能である。また、ディジタルバス信号をそのままトラフィック測定装置２０に送信するのではなく、バスイベントの発生情報に変換して送信するため、所定のバスイベントが発生した場合にその旨を通知する信号（カウンタ・トリガー信号）が送信されることとなり、トラフィック測定装置２０において処理すべき情報量を大幅に削減することが可能となる。
【００２７】
トラフィック測定装置２０は、バス・プローブ装置１０にて観測されたバスイベントの発生に関する情報を蓄積する。具体的には、バス・プローブ装置１０から送られたカウンタ・トリガー信号に基づいて、バスイベントの発生回数を計数する。そして、コンソール・ユニット３０からの要求に応じて計数結果（測定データ）をコンソール・ユニット３０に返送する。
図１を参照すると、トラフィック測定装置２０は、バス・プローブ装置１０との間での通信を行うプローブ通信ユニット２１と、バスイベントの発生回数をカウントするカウンタ・ユニット２２と、コンソール・ユニット３０との間での通信を行うコンソール通信ユニット２３と、トラフィック測定装置２０の全体の動作制御を行う測定装置制御ユニット２４とを備える。
【００２８】
プローブ通信ユニット２１は、バス・プローブ装置１０の通信ユニット１３から送られたカウンタ・トリガー信号を受信し、カウンタ・ユニット２２へ出力する。このプローブ通信ユニット２１は、当該カウンタ・トリガー信号とカウンタ・ユニット２２との同期を取るバッファの役割を果たす。また、プローブ通信ユニット２１は、複数のバス・プローブ装置１０からのカウンタ・トリガー信号の入力を受け付けることができる。
【００２９】
カウンタ・ユニット２２は、プローブ通信ユニット２１からカウンタ・トリガー信号を入力し、入力したカウンタ・トリガー信号に対応するカウンタの値を更新する。これにより、当該カウンタ・トリガー信号が示すバスイベントの発生回数が計数されることとなる。
図３は、カウンタ・ユニット２２の構成を示す図である。
図３を参照すると、カウンタ・ユニット２２は、バス・プローブ装置１０から送信されたクロック信号（バスクロック）を受信して計数するクロックカウンタ２２ａと、カウンタ・トリガー信号を受信して計数するカウンタ２２ｂと、クロックカウンタ２２ａの計数値を一時的に格納するクロックバッファ２２ｃと、カウンタ２２ｂの計数値を一時的に格納するバッファ２２ｄと、これらのカウンタ及びバッファを制御するカウンタ制御ユニット２２ｅとを備える（以下、クロックカウンタ２２ａとカウンタ２２ｂ、及びクロックバッファ２２ｃとバッファ２２ｄを特に区別する必要がない場合は、適宜、カウンタ２２ａ、２２ｂ、バッファ２２ｃ、２２ｄと略記する）。
【００３０】
図３に示すように、カウンタ２２ｂ及びバッファ２２ｄは、バス・プローブ装置１０から送信されるカウンタ・トリガー信号の数、すなわち、バス・プローブ装置１０にて観測されるバスイベントの数に応じて設けられる。これにより、バス・プローブ装置１０において観測されるバスイベントごとに発生回数の計数が行われることとなる。
カウンタ制御ユニット２２ｅは、測定装置制御ユニット２４からの制御信号にしたがって、クロックカウンタ２２ａ及びカウンタ２２ｂの計数値をクロックバッファ２２ｃ及び対応するバッファ２２ｄにコピーさせる。そして、クロックカウンタ２２ａ及び全てのカウンタ２２ｂの計数値が読み出された後、クロックバッファ２２ｃ及びバッファ２２ｄから保持している計数値をコンソール通信ユニット２３へ出力させる。
【００３１】
また、カウンタ・ユニット２２には、プローブ通信ユニット２１を介して複数のバス・プローブ装置１０からのカウンタ・トリガー信号が入力される場合がある。この場合、バスごとに図３に示すカウンタ２２ａ、２２ｂ及びバッファ２２ｃ、２２ｄのセットが設けられることとなる。ただし、カウンタ・ユニット２２において、特にバスを区別する必要はなく、信号ごとに対応するカウンタ２２ａ、２２ｂにてカウントアップを行えば良い。
このように、本実施の形態では、観測対象であるバスが増えてもカウンタ・ユニット２２におけるカウンタ２２ａ、２２ｂ及びバッファ２２ｃ、２２ｄを追加することで対応できるため、容易に拡張することができ、従来のロジック・アナライザのように複数台のディジタル信号測定装置を外部接続する必要がない。これにより、誤動作の原因となるノイズの発生を抑えることができる。
【００３２】
コンソール通信ユニット２３は、コンソール・ユニット３０からの要求を受け付けて、カウンタ・ユニット２２のクロックバッファ２２ｃ及びバッファ２２ｄから受け取った測定データ（計数値）を、測定データ通信線路５０を介してコンソール・ユニット３０に返送する。
【００３３】
測定装置制御ユニット２４は、トラフィック測定装置２０全体の動作を制御するが、特に、上述したカウンタ・ユニット２２及びコンソール通信ユニット２３による測定データの送信動作を制御する。すなわち、コンソール通信ユニット２３がコンソール・ユニット３０から測定データの読み出し要求を受け付けると、カウンタ・ユニット２２のカウンタ制御ユニット２２ｅに制御信号を送り、上述したようにクロックカウンタ２２ａ及びカウンタ２２ｂの計数値をクロックバッファ２２ｃ及びバッファ２２ｄへコピーさせ、コンソール通信ユニット２３へ出力させる。そして、コンソール通信ユニット２３に、当該測定データ（計数値）を、コンソール・ユニット３０へ送信させる。
【００３４】
コンソール・ユニット３０は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータ装置にて実現され、トラフィック測定装置２０から受信した測定データを処理する処理装置（ＣＰＵ）３１と、処理装置３１による処理結果を表示するディスプレイ装置３２と、処理装置３１による処理結果を格納し保存する磁気ディスクなどの記憶装置（ディジタル・ストレージ）３３とを備える。
【００３５】
処理装置３１は、測定対象システム１００におけるバスイベントを解析するための解析用プログラムを実行する。これにより、トラフィック測定装置２０に対してバスイベントの発生状況を示す測定データ（カウンタ・ユニット２２の計数値）の読み出し要求を、所定のタイミングで送信する。そして、当該読み出し要求に応じて返送された測定データを解析し、解析結果を記憶装置３３に格納すると共に、当該解析結果を視覚化するイメージデータを作成してディスプレイ装置３２に表示させる。
【００３６】
トラフィック測定装置２０においてバスイベントの発生回数が計数されている段階では、当該バスイベントがいつ発生したか、どの程度の頻度で発生するかといった信号トラフィックに関する情報を得ることができない。したがって、本実施の形態では、コンソール・ユニット３０において定期的にあるいは任意のタイミングでトラフィック測定装置２０から測定データ（計数値）を取得することにより、当該測定データを取得した時間情報と合わせて、当該バスにおける信号トラフィックに関する情報を得る。すなわち、測定データを取得した時間（取得時間）と共に測定データにて示される各バスイベントの発生回数を比較することにより、所定の取得時間と他の所定の取得時間との間にどのバスイベントが何回発生したかを認識することができる。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、バス・プローブ装置１０及びトラフィック測定装置２０において、測定対象システム１００におけるバス上のディジタルバス信号がバスイベントにデコードされ、当該バスイベントの発生情報のみがコンソール・ユニット３０に送られる。したがって、コンソール・ユニット３０では、ディジタルバス信号を蓄積して処理する必要がなく、取得したバスイベントの発生情報を直接解析することができる。このため、本実施の形態におけるコンソール・ユニット３０は、解析結果を随時（リアルタイムで）ディスプレイ表示することができる。
さらに、扱う情報をディジタルバス信号そのものではなく、バスイベントの発生情報としたため、処理すべき情報量を大幅に削減することができる。このため、従来のロジック・アナライザ等に比べ、長時間にわたって得られた情報を記憶装置３３に格納することができ、したがって、長時間、連続して測定対象システム１００におけるバスの信号トラフィックを観測することが可能となる。またこれにより、稀にしか発生しないバスイベントを観測し検出することが可能となる。
【００３８】
また、処理装置３１は、複数のバスにおけるバスイベントの発生状況を解析し、当該複数のバスにおける信号トラフィックの相関関係を示す情報を生成することができる。かかる相関関係についても、当該関係を示す情報を視覚化するイメージデータを作成してディスプレイ装置３２に表示する処理を、リアルタイムで実行することが可能である。
【００３９】
なお、上記構成は、本発明における好適な一実施の形態を示すに過ぎず、単なる設計変更に過ぎない程度の構成の相違は、本発明の技術的思想に含まれることは言うまでもない。
例えば、上述した構成では、カウンタ・ユニット２２のカウンタ２２ａ、２２ｂから読み出された計数値を一時的に保持するバッファ２２ｃ、２２ｄをカウンタ・ユニット２２自体に設けたが、カウンタ・ユニット２２とは別個に設けたり、コンソール通信ユニット２３に設けたりしても良い。
また、バス・プローブ装置１０における入力部１１とバスイベント・デコーダ・ユニット１２とは必ずしも一体に構成されている必要はない。ディジタルバス信号をそのまま処理または保存するのではなく、バスイベントにデコードした上で処理または保存することによる処理対象の情報量の削減という目的を主眼とすれば、入力部１１に相当するプローブと本実施の形態のトラフィック測定装置２０との間にバスイベント・デコーダ・ユニット１２が介在していれば良く、当該プローブとバスイベント・デコーダ・ユニット１２とを外部ケーブルで接続してあっても構わない。
【００４０】
次に、上記のように構成された本実施の形態により、バス上で発生するイベントを観測して当該バスの信号トラフィックを測定する動作について説明する。
バス上で発生するバスイベントを、イベント−１、２、３（以下、Ｅ−１、Ｅ−２、Ｅ−３と略記する）とする。バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２は、各バスイベントＥ−１、Ｅ−２、Ｅ−３を観測した際に、各バスイベントに対応したカウンタ・トリガー信号（以下、対応バスイベントごとにＴ−１、Ｔ−２、Ｔ−３と記す）をトラフィック測定装置２０に送信する。トラフィック測定装置２０のカウンタ・ユニット２２は、カウンタ・トリガー信号であるＴ−１、Ｔ−２、Ｔ−３を受信すると、対応するカウンタ２２ｂの計数値（以下、カウンタ・トリガー信号に対応させてＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３と記す）を１増加させる。
【００４１】
図４は、バスイベントの発生状況とカウンタ・ユニット２２におけるカウンタ２２ｂの計数値の読み出しタイミングとの関係を説明する図である。
バス・プローブ装置１０は、測定対象システム１００におけるバスクロックを常時観測し、トラフィック測定装置２０へ送信している。また、カウンタ・ユニット２２内のクロックカウンタ２２ａは、バス・プローブ装置１０から送られたクロック信号を受信し、クロック数をカウントアップしている（以下、このクロック数の値をＣＬＫとする）。
【００４２】
時間ｔ1において、バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２によりＥ−１が検出されると、Ｅ−１に対応するＴ−１がバス・プローブ装置１０からトラフィック測定装置２０へ送信され、カウンタ・ユニット２２において、対応するＣ−１がカウントアップされる。
次に、時間ｔ1’において、コンソール・ユニット３０からトラフィック測定装置２０へ測定データの読み出し要求が送られると、カウンタ・ユニット２２において、各カウンタ２２ａ、２２ｂのＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３が対応するバッファ２２ｃ、２２ｄへコピーされる。そして、当該ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されてコンソール・ユニット３０へ送信されるまで、当該バッファ２２ｃ、２２ｄの値はロックされる。コンソール・ユニット３０からの読み出し要求により、ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されると、当該バッファ２２ｃ、２２ｄのロックは解除される。
【００４３】
次に、時間ｔ2において、バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２によりＥ−３が検出されると、Ｅ−３に対応するＴ−３がバス・プローブ装置１０からトラフィック測定装置２０へ送信され、カウンタ・ユニット２２において、対応するＣ−３がカウントアップされる。
次に、時間ｔ2’において、コンソール・ユニット３０からトラフィック測定装置２０へ測定データの読み出し要求が送られると、カウンタ・ユニット２２において、各カウンタ２２ａ、２２ｂのＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３が対応するバッファ２２ｃ、２２ｄへコピーされる。そして、当該ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されてコンソール・ユニット３０へ送信されるまで、当該バッファ２２ｃ、２２ｄの値はロックされる。コンソール・ユニット３０からの読み出し要求により、ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されると、当該バッファ２２ｃ、２２ｄのロックは解除される。
【００４４】
コンソール・ユニット３０において、例えば、時間ｔ1’と時間ｔ2’で取得された測定データバスイベントの発生回数を示す計数値の差を評価すると、ＣＬＫはｔ1’からｔ2’までのクロック数を示し、Ｃ−３は１増加しており、他のカウンタは変化していない。この解析結果から、時間ｔ1’〜ｔ2’の間にＥ−３のバスイベントがバス上で１回発行されたことを認識することができる。なお、時間ｔ1’及び時間ｔ2’の実際の時間間隔は、（ｔ2−ｔ1）／クロック周波数である。
【００４５】
次に、コンピュータシステムを測定対象システム１００として本実施の形態を適用した具体的な適用例を説明する。
図５は、ＩＡ−３２のコンピュータシステムを測定対象システム１００とし、本実施の形態を用いて、ＣＰＵバス及びＰＣＩバスの信号トラフィックを観測する場合の構成を示す図である。また、図６は、図５においてＰＣＩバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニット１２の動作を説明する図、図７は、図５においてＣＰＵバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニット１２の動作を説明する図である。
【００４６】
図５に示すように、測定対象システム１００であるコンピュータシステムは、ＣＰＵとして米国インテル社のペンティアムIIIプロセッサを搭載し、ＣＰＵバスと、当該ＣＰＵバスにＣＰＵ−ＰＣＩブリッジを介して接続されたＰＣＩバスとを備える。このＣＰＵバスとＰＣＩバスとに、それぞれバス・プローブ装置１０が接続され、当該ＣＰＵバス及びＰＣＩバス上のディジタルバス信号を観測している。そして、各バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２において、ＣＰＵバス及びＰＣＩバス上で発生したバスイベントがそれぞれ抽出され、カウンタ・トリガー信号がトラフィック測定装置２０に送られる。トラフィック測定装置２０は、当該カウンタ・トリガー信号を受け付けて、カウンタ・ユニット２２にてバスイベントの発生回数を計数する。そして、この計数値がコンソール・ユニット３０に送られ、処理される。
なお、図５の構成例では、トラフィック測定装置２０とコンソール・ユニット３０とはＵＳＢ接続され、測定データ通信線路５０としてＵＳＢケーブルが用いられている。
【００４７】
ここで、図６を参照すると、バスイベント・デコーダ・ユニット１２には、ＰＣＩバス信号として、バスクロック（ＣＬＫ）、ＦＲＡＭＥ＃、Ｃ／ＢＥ＃の３種類の信号が入力されている。Ｃ／ＢＥ＃信号はＣ／ＢＥ［０］＃からＣ／ＢＥ［３］＃までの４つが入力されており、この４つのＣ／ＢＥ＃信号の値に応じて、７種類のイベント（Memory Read, Memory Read Line, Memory Read Multiple, Memory Write, Memory Write and Invalidate, I/O Read, I/O Write）が検出されている。そして、これらのイベントごとにカウンタ・トリガー信号（Trigger-1〜Trigger-7）が出力されている。
【００４８】
また、図７を参照すると、バスイベント・デコーダ・ユニット１２には、ＣＰＵバス信号として、バスクロック（ＣＬＫ）、ＡＤＳ＃、ＲＥＱ＃の３種類の信号が入力されている。ＲＥＱ＃信号はＲＥＱ［０］＃からＲＥＱ［４］＃までの５つが入力されており、この５つのＲＥＱ＃信号の値に応じて、７種類のイベント（I/O Read, I/O Write, Memory Read and Invalidate, Memory Code Read, Memory Data Read, Memory Write, Memory Write Back）が検出されている。そして、これらのイベントごとにカウンタ・トリガー信号（Trigger-1〜Trigger-7）が出力されている。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディジタル信号測定装置において扱う情報量を削減することにより、複数のバスを持つ複雑なシステムにおいても、バス上の信号トラフィックに対する長時間の観測を可能とする。
これにより、稀に発行されるような期待されないバスイベントを検出し評価することが可能となる。
また、本発明によれば、バス上のディジタルバス信号をバスイベントにデコードして扱うことにより、測定対象システムの動作に応じたバス上の信号トラフィックをリアルタイムに観測することができる。
さらに、本発明によれば、複数のバスを観測する場合にも、複数のディジタル信号測定装置を外部接続することなく観測可能な装置構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態によるディジタル信号測定装置の構成を示す図である。
【図２】 本実施の形態におけるバス・プローブ装置の構成を示す図である。
【図３】 本実施の形態におけるカウンタ・ユニットの構成を示す図である。
【図４】 バスイベントの発生状況とカウンタ・ユニットにおけるカウンタの計数値の読み出しタイミングとの関係を説明する図である。
【図５】 ＩＡ−３２のコンピュータシステムを測定対象システムとし、本実施の形態を用いて、ＣＰＵバス及びＰＣＩバスの信号トラフィックを観測する場合の構成を示す図である。
【図６】 図５においてＰＣＩバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニットの動作を説明する図である。
【図７】 図５においてＣＰＵバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニットの動作を説明する図である。
【図８】 従来のロジック・アナライザの構成例を示す図である。
【図９】 従来のロジック・アナライザ用プローブ回路の構成を示す図である。
【図１０】 従来の他のディジタル信号測定装置であるＰＣＩバスモニタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０…バス・プローブ装置、１１…入力部、１２…バスイベント・デコーダ・ユニット、１３…通信ユニット、１４…プローブ制御ユニット、２０…トラフィック測定装置、２１…プローブ通信ユニット、２２…カウンタ・ユニット、２２ａ…クロックカウンタ、２２ｂ…カウンタ、２２ｃ…クロックバッファ、２２ｄ…バッファ、２３…コンソール通信ユニット、２４…測定装置制御ユニット、３０…コンソール・ユニット、３１…処理装置、３２…ディスプレイ装置、３３…記憶装置、４０…トリガーデータ通信線路、５０…測定データ通信線路
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象システムのバスにおける信号トラフィックを観測するディジタル信号測定装置及びその観測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタルバスの観測及び評価は、次のようにして行われるのが一般的である。
まず、ロジック・アナライザ等のディジタル信号測定装置を用い、バスをプローブして、所定のバスパターンによってトリガーをかけ、その後のディジタルバス信号を取得し、得られたディジタルバス信号のデータをロジック・アナライザに装備されているディジタル・ストレージに保存する。同時に、このディジタル信号の測定結果を表示装置に波形表示する。
また、測定結果を詳細に観測、解析する場合は、ディジタル・ストレージに保存されている取得データに対し、コンピュータ上で解析用プログラムを実行することにより実現している。
【０００３】
以下に、ディジタルバスを観測するための、従来のディジタル信号測定装置の例を示す。
図８は、ロジック・アナライザの構成例を示す図である。同図には２つのロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂが記載されているが、これは２つのバス８２０Ａ、８２０Ｂをそれぞれ観測するためであり、各々の構成は同一である。
【０００４】
図８を参照すると、ロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂは、バス８２０Ａ、８２０Ｂからディジタルバス信号を取得するプローブ８３０に接続され、ディジタルバス信号取得のタイミングを取るトリガー発生装置８１１と、取得されたディジタルバス信号のデータを蓄積するディジタル・ストレージ８１２と、当該データを表示するディスプレイ８１３とを備える。
また図８に示すように、個々のロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂは、バス８２０Ａ、８２０Ｂを、それぞれ個別に観測する。また、ロジック・アナライザ８１０Ａ、８１０Ｂは互いに外部接続されており、ロジック・アナライザ８１０Ａからの同期信号によりロジック・アナライザ８１０Ｂのトリガーがかけられる。
【０００５】
また、特開平１１−３４４５１１号公報には、ロジック・アナライザとロジック・アナライザにより測定される被測定回路との間に介在するロジック・アナライザ用プローブ回路に関する技術が開示されている。
図９は、同公報に記載されたロジック・アナライザ用プローブ回路の構成を示す図である。
図９を参照すると、このロジック・アナライザ用プローブ回路９１０は、被測定回路９２０の測定点より入力した信号に電気的仕様の変換をして変換後の信号を出力するプローブ回路９１１と、プローブ回路９１１の出力信号を入力して所定の論理演算をして論理演算の出力をロジック・アナライザ９３０に出力する論理演算部（プログラマブルゲートアレイ）９１２とを備える。
【０００６】
図１０は、従来の他のディジタル信号測定装置であるＰＣＩバスモニタの構成例を示す図である。
図１０において、測定対象システムのＰＣＩバス１０２０にバスモニタ装置１０１０を挿入すると、バスモニタ装置１０１０は、ＰＣＩバス１０２０上を伝送するディジタルバス信号を取得し、測定結果のデータを、バスモニタ装置１０１０に実装されているディジタル・ストレージ（ＳＲＡＭ）１０１１に保存する。測定終了後、ディジタル・ストレージ１０１１に保存された測定結果は、外部に接続されている解析装置としてのコンピュータへ転送され、専用の解析プログラムの実行により解析結果が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年のシステムバス幅の増加により、ディジタルバスの観測において時間当たりに保存しなければならないデータ量が膨大になってきている。保存すべきデータ量という観点のみを考慮すると、測定装置外部にストレージ（磁気ディスクなど）を追加装着することによって対応できるが、システムバスクロックが高速な場合は、外部ストレージでは書き込み速度が低速であるために書き込みが間に合わない。そのため、測定装置内部に実装されている、高速に書き込みが可能なディジタル・ストレージ（半導体メモリなど）が必要となる。
【０００８】
高速ディジタル・ストレージは高価であり、物理的に実装可能な容量にも限界がある。したがって、保存しなければならないデータ量が増大している現状において、上記従来のディジタル信号測定装置では、長時間の連続的な観測及び評価は困難になってきている。
一方で、システム全体の評価、解析を目的とした場合、長時間の観測は不可欠である。また、長時間観測しなければ発見することができない、期待されないバスイベントを検出し、その動作の評価を行うことも不可欠である。
【０００９】
また、上記従来のディジタル信号測定装置は、バス上のディジタルバス信号を取得してディジタル・ストレージに保存した後、蓄積された当該ディジタルバス信号を解析してバスイベントを抽出し、当該バスの信号トラフィックを観測していた。そのため、測定対象システムの動作に応じてリアルタイムにバス上の信号トラフィックを観測することができなかった。
【００１０】
さらにまた、複数のバスを観測する場合、近年のバス幅の増加に伴い、観測対象であるバスの数が１台のロジック・アナライザに実装可能なプローブの数を上回る場合が生じ得る。この場合、図８に示したように、複数台のロジック・アナライザを用意し、相互に外部接続して同期させて用いることとなる。
しかし、ケーブルによる外部接続は、信号の周波数が上がるほどノイズがのりやすく、誤動作の原因となる。
【００１１】
そこで、本発明は、複数のバスを持つ複雑なシステムにおいても、バス上の信号トラフィックに対する長時間の観測を可能とするディジタル信号測定装置を提供することを目的とする。
これにより、稀に発行されるような期待されないバスイベントを検出し評価できるようにすることを他の目的とする。
また、本発明は、測定対象システムの動作に応じたバス上の信号トラフィックをリアルタイムに観測できるようにすることをさらに他の目的とする。
さらに本発明は、複数のバスを観測する場合にも、複数のディジタル信号測定装置を外部接続することなく観測可能なディジタル信号測定装置を提供することをさらに他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記の目的を達成するため、測定対象システムのバス上のディジタルバス信号をそのまま保存しまたは処理するのではなく、当該ディジタルバス信号からバスイベントを抽出し、当該バスイベントの発生情報を処理する。これにより、扱う情報量を削減し、観測結果を随時（リアルタイムで）ディスプレイ表示したり、長時間の連続した観測を行ったりすることを可能とする。
かかる思想に鑑み、本発明は、次のように構成されたことを特徴とするディジタル信号測定装置を提供する。すなわち、このディジタル信号測定装置は、測定対象システムのバス上で発生するバスイベントを観測する観測手段と、この観測手段にて観測されたバスイベントの発生に関する情報を蓄積する蓄積手段と、この蓄積手段にて蓄積されたバスイベントの発生に関する情報を処理する処理手段とを備える。
【００１３】
ここで、この観測手段は、バス上のディジタルバス信号を取得するプローブと、このプローブにて取得されたディジタルバス信号を観測対象であるバスイベントにデコードするデコーダとを備える構成とする。そして好ましくは、このデコーダをＰＬＤ（Programmable Logic Device：プログラマブルロジックデバイス）にて実現する。
【００１４】
また、蓄積手段は、観測手段にて抽出されたバスイベントの発生回数をこのバスイベントの種類ごとに計数するカウンタと、処理手段からの要求に応じてカウンタの計数値を読み出し、この処理手段に送る制御部とを備える構成とする。
ここで、上述した観測手段を測定対象システムのバスの数に応じて複数設けると共に、蓄積手段のカウンタにおいて、この複数の観測手段にてそれぞれ抽出されたバスイベントの発生回数を計数し、処理手段において、この蓄積手段にて計数された複数のバスにおけるバスイベントの発生回数に基づいて、この複数のバスの相関関係を解析することができる。
【００１５】
さらに、上述した処理手段は、蓄積手段から取得したバスイベントの発生に関する情報を解析するデータ処理部と、このデータ処理部による解析結果を視覚化して表示する表示部とを備える構成とする。
【００１６】
また、本発明は、次のように構成されたことを特徴とするディジタル信号測定装置を提供する。すなわち、このディジタル信号測定装置は、測定対象システムのバス上のディジタルバス信号を取得するプローブ・ユニットと、このプローブ・ユニットにて取得されたディジタルバス信号からバスイベントを抽出するデコーダ・ユニットと、このデコーダ・ユニットにて抽出されたバスイベントの発生回数を計数するカウンタ・ユニットとを備える。
【００１７】
さらにまた、本発明は、次のように構成されたことを特徴とするディジタル信号測定装置を提供する。すなわち、このディジタル信号測定装置は、測定対象システムのバス上のディジタルバス信号を取得し、このディジタルバス信号に基づいてバスイベントの発生を観測する観測手段と、この観測手段にて観測されたバスイベントの発生状況に関する情報を処理し、随時、画像表示する情報処理手段とを備える。
【００１８】
ここで、この情報処理手段は、測定対象システムにおける複数のバスから取得されたバスイベントの発生状況を解析してこの複数のバスの相関関係を解析することができる。この場合も、この解析結果を随時、画像表示することができる。さらに、このディジタル信号測定装置は、観測手段にて観測されたバスイベントの発生状況に関する情報を格納する格納手段を備える構成とすることができる。
【００１９】
また、本発明は、測定対象システムのバス上の信号トラフィックを観測するトラフィック観測方法において、このバス上のディジタルバス信号を取得するステップと、取得されたディジタルバス信号が予め設定されたバスイベントを定義する信号パターンと一致した場合に、このバスの発生を示すトリガー信号を生成するステップと、生成されたトリガー信号に基づいて、バスイベントごとに発生回数を計数するステップと、このバスイベントの発生回数の計数結果に基づいてバスの信号トラフィックを解析するステップとを含むことを特徴とする。
さらに好ましくは、このトラフィック観測方法は、信号トラフィックの解析結果を視覚化するイメージデータを生成し、随時表示するステップを含む構成とする。
【００２０】
ここで、上述した信号トラフィックを解析するステップは、複数のバスから取得されたバスイベントの計数結果を解析し、この複数のバスの相関関係を示す情報を生成するステップを含む。
また、バスイベントの発生回数を計数するステップは、トリガー信号を受信し、このトリガー信号に対応して設けられたカウンタにて計数するステップと、所定のタイミングで全てのカウンタによる計数値を順次読み出し、バッファに蓄積するステップとを含み、信号トラフィックを解析するステップは、全てのカウンタの計数値がバッファに格納された後、このバッファ内の計数値を用いてバスの信号トラフィックを解析するステップを含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態によるディジタル信号測定装置の構成を示す図である。図１を参照すると、本実施の形態のディジタル信号測定装置は、バス・プローブ装置１０と、トラフィック測定装置２０と、コンソール・ユニット３０とを備える。バス・プローブ装置１０とトラフィック測定装置２０とを接続するトリガーデータ通信線路４０、及びトラフィック測定装置２０とコンソール・ユニット３０とを接続する測定データ通信線路５０は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＩＥＥＥ１２８４などを用いた高速なパラレル転送またはシリアル転送である。
【００２２】
バス・プローブ装置１０は、測定対象システム１００に設けられているバスに接続され、当該バス上で発生するバスイベントの観測装置として機能する。すなわち、当該バス上のディジタルバス信号を取得し、当該ディジタルバス信号からバスイベントを抽出し、当該バスイベントの発生を示す信号を生成してトラフィック測定装置２０に送信する。また、バス・プローブ装置１０は、カウンタ・トリガー信号の時系列を保持するために、常に、バスクロックを観測し、トラフィック測定装置２０へ伝送している。
図２は、バス・プローブ装置１０の構成を示す図である。
図２を参照すると、本実施の形態によるバス・プローブ装置１０は、測定対象システム１００のバスからディジタルバス信号をラッチする入力部１１と、入力部１１によりラッチされたディジタルバス信号をバスイベントにデコードするバスイベント・デコーダ・ユニット１２と、バスイベント・デコーダ・ユニット１２にてデコードされたバスイベントの発生情報をトラフィック測定装置２０に送信するための通信ユニット１３と、バスイベント・デコーダ・ユニット１２及び通信ユニット１３を制御するプローブ制御ユニット１４とを備える。
【００２３】
入力部１１は、測定対象システム１００のバスに接続されるプローブ・ユニットであり、ディジタルバス信号をラッチするために通常用いられるプローブと同様である。測定対象システム１００への影響を極力抑えるために高インピーダンスな部材で構成される。
【００２４】
バスイベント・デコーダ・ユニット１２は、例えばＰＬＤにて実現され、入力部１１にてラッチされたディジタルバス信号から観測対象であるバスイベントを抽出する。すなわち、テーブルに照合する等の手段を用い、入力部１１にて取得された当該ディジタルバス信号に基づいて、観測すべきイベントが発生したかどうかを判断する。入力部１１から取得したディジタルバス信号が予め設定されたバスイベントを定義する信号パターンと一致した場合は、当該バスイベントが発生したことを示すカウンタ・トリガー信号を出力する。このカウンタ・トリガー信号は、バスイベントごとに区別して出力される。したがって、バスイベント・デコーダ・ユニット１２においてｎ種類のバスイベントを観測するように設定されていれば、ｎ個のカウンタ・トリガー信号が出力されることとなる。当該カウンタ・トリガー信号は、バスイベントごとに区別されて、通信ユニット１３からトリガーデータ通信線路４０を経てトラフィック測定装置２０へ送信される。
【００２５】
バス・プローブ装置１０は、図１に示すように複数設け、測定対象システム１００の複数のバスにおけるバスイベントを抽出することが可能である。この場合、各バス・プローブ装置１０は、同様の構成であり、それぞれのバスで発生したバスイベントに基づいてカウンタ・トリガー信号を生成し、バスクロックと共に、トリガーデータ通信線路４０を介してトラフィック測定装置２０へ送信する。
【００２６】
以上のように、本実施の形態は、バス・プローブ装置１０において、単にディジタルバス信号を取得するのみでなく、当該ディジタルバス信号をバスイベントにデコードしてトラフィック測定装置２０に送る。したがって、ディジタルバス信号を、外部ケーブルを介して伝送する工程が入らないため、ノイズの発生を極力抑えることが可能である。また、ディジタルバス信号をそのままトラフィック測定装置２０に送信するのではなく、バスイベントの発生情報に変換して送信するため、所定のバスイベントが発生した場合にその旨を通知する信号（カウンタ・トリガー信号）が送信されることとなり、トラフィック測定装置２０において処理すべき情報量を大幅に削減することが可能となる。
【００２７】
トラフィック測定装置２０は、バス・プローブ装置１０にて観測されたバスイベントの発生に関する情報を蓄積する。具体的には、バス・プローブ装置１０から送られたカウンタ・トリガー信号に基づいて、バスイベントの発生回数を計数する。そして、コンソール・ユニット３０からの要求に応じて計数結果（測定データ）をコンソール・ユニット３０に返送する。
図１を参照すると、トラフィック測定装置２０は、バス・プローブ装置１０との間での通信を行うプローブ通信ユニット２１と、バスイベントの発生回数をカウントするカウンタ・ユニット２２と、コンソール・ユニット３０との間での通信を行うコンソール通信ユニット２３と、トラフィック測定装置２０の全体の動作制御を行う測定装置制御ユニット２４とを備える。
【００２８】
プローブ通信ユニット２１は、バス・プローブ装置１０の通信ユニット１３から送られたカウンタ・トリガー信号を受信し、カウンタ・ユニット２２へ出力する。このプローブ通信ユニット２１は、当該カウンタ・トリガー信号とカウンタ・ユニット２２との同期を取るバッファの役割を果たす。また、プローブ通信ユニット２１は、複数のバス・プローブ装置１０からのカウンタ・トリガー信号の入力を受け付けることができる。
【００２９】
カウンタ・ユニット２２は、プローブ通信ユニット２１からカウンタ・トリガー信号を入力し、入力したカウンタ・トリガー信号に対応するカウンタの値を更新する。これにより、当該カウンタ・トリガー信号が示すバスイベントの発生回数が計数されることとなる。
図３は、カウンタ・ユニット２２の構成を示す図である。
図３を参照すると、カウンタ・ユニット２２は、バス・プローブ装置１０から送信されたクロック信号（バスクロック）を受信して計数するクロックカウンタ２２ａと、カウンタ・トリガー信号を受信して計数するカウンタ２２ｂと、クロックカウンタ２２ａの計数値を一時的に格納するクロックバッファ２２ｃと、カウンタ２２ｂの計数値を一時的に格納するバッファ２２ｄと、これらのカウンタ及びバッファを制御するカウンタ制御ユニット２２ｅとを備える（以下、クロックカウンタ２２ａとカウンタ２２ｂ、及びクロックバッファ２２ｃとバッファ２２ｄを特に区別する必要がない場合は、適宜、カウンタ２２ａ、２２ｂ、バッファ２２ｃ、２２ｄと略記する）。
【００３０】
図３に示すように、カウンタ２２ｂ及びバッファ２２ｄは、バス・プローブ装置１０から送信されるカウンタ・トリガー信号の数、すなわち、バス・プローブ装置１０にて観測されるバスイベントの数に応じて設けられる。これにより、バス・プローブ装置１０において観測されるバスイベントごとに発生回数の計数が行われることとなる。
カウンタ制御ユニット２２ｅは、測定装置制御ユニット２４からの制御信号にしたがって、クロックカウンタ２２ａ及びカウンタ２２ｂの計数値をクロックバッファ２２ｃ及び対応するバッファ２２ｄにコピーさせる。そして、クロックカウンタ２２ａ及び全てのカウンタ２２ｂの計数値が読み出された後、クロックバッファ２２ｃ及びバッファ２２ｄから保持している計数値をコンソール通信ユニット２３へ出力させる。
【００３１】
また、カウンタ・ユニット２２には、プローブ通信ユニット２１を介して複数のバス・プローブ装置１０からのカウンタ・トリガー信号が入力される場合がある。この場合、バスごとに図３に示すカウンタ２２ａ、２２ｂ及びバッファ２２ｃ、２２ｄのセットが設けられることとなる。ただし、カウンタ・ユニット２２において、特にバスを区別する必要はなく、信号ごとに対応するカウンタ２２ａ、２２ｂにてカウントアップを行えば良い。
このように、本実施の形態では、観測対象であるバスが増えてもカウンタ・ユニット２２におけるカウンタ２２ａ、２２ｂ及びバッファ２２ｃ、２２ｄを追加することで対応できるため、容易に拡張することができ、従来のロジック・アナライザのように複数台のディジタル信号測定装置を外部接続する必要がない。これにより、誤動作の原因となるノイズの発生を抑えることができる。
【００３２】
コンソール通信ユニット２３は、コンソール・ユニット３０からの要求を受け付けて、カウンタ・ユニット２２のクロックバッファ２２ｃ及びバッファ２２ｄから受け取った測定データ（計数値）を、測定データ通信線路５０を介してコンソール・ユニット３０に返送する。
【００３３】
測定装置制御ユニット２４は、トラフィック測定装置２０全体の動作を制御するが、特に、上述したカウンタ・ユニット２２及びコンソール通信ユニット２３による測定データの送信動作を制御する。すなわち、コンソール通信ユニット２３がコンソール・ユニット３０から測定データの読み出し要求を受け付けると、カウンタ・ユニット２２のカウンタ制御ユニット２２ｅに制御信号を送り、上述したようにクロックカウンタ２２ａ及びカウンタ２２ｂの計数値をクロックバッファ２２ｃ及びバッファ２２ｄへコピーさせ、コンソール通信ユニット２３へ出力させる。そして、コンソール通信ユニット２３に、当該測定データ（計数値）を、コンソール・ユニット３０へ送信させる。
【００３４】
コンソール・ユニット３０は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータ装置にて実現され、トラフィック測定装置２０から受信した測定データを処理する処理装置（ＣＰＵ）３１と、処理装置３１による処理結果を表示するディスプレイ装置３２と、処理装置３１による処理結果を格納し保存する磁気ディスクなどの記憶装置（ディジタル・ストレージ）３３とを備える。
【００３５】
処理装置３１は、測定対象システム１００におけるバスイベントを解析するための解析用プログラムを実行する。これにより、トラフィック測定装置２０に対してバスイベントの発生状況を示す測定データ（カウンタ・ユニット２２の計数値）の読み出し要求を、所定のタイミングで送信する。そして、当該読み出し要求に応じて返送された測定データを解析し、解析結果を記憶装置３３に格納すると共に、当該解析結果を視覚化するイメージデータを作成してディスプレイ装置３２に表示させる。
【００３６】
トラフィック測定装置２０においてバスイベントの発生回数が計数されている段階では、当該バスイベントがいつ発生したか、どの程度の頻度で発生するかといった信号トラフィックに関する情報を得ることができない。したがって、本実施の形態では、コンソール・ユニット３０において定期的にあるいは任意のタイミングでトラフィック測定装置２０から測定データ（計数値）を取得することにより、当該測定データを取得した時間情報と合わせて、当該バスにおける信号トラフィックに関する情報を得る。すなわち、測定データを取得した時間（取得時間）と共に測定データにて示される各バスイベントの発生回数を比較することにより、所定の取得時間と他の所定の取得時間との間にどのバスイベントが何回発生したかを認識することができる。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、バス・プローブ装置１０及びトラフィック測定装置２０において、測定対象システム１００におけるバス上のディジタルバス信号がバスイベントにデコードされ、当該バスイベントの発生情報のみがコンソール・ユニット３０に送られる。したがって、コンソール・ユニット３０では、ディジタルバス信号を蓄積して処理する必要がなく、取得したバスイベントの発生情報を直接解析することができる。このため、本実施の形態におけるコンソール・ユニット３０は、解析結果を随時（リアルタイムで）ディスプレイ表示することができる。
さらに、扱う情報をディジタルバス信号そのものではなく、バスイベントの発生情報としたため、処理すべき情報量を大幅に削減することができる。このため、従来のロジック・アナライザ等に比べ、長時間にわたって得られた情報を記憶装置３３に格納することができ、したがって、長時間、連続して測定対象システム１００におけるバスの信号トラフィックを観測することが可能となる。またこれにより、稀にしか発生しないバスイベントを観測し検出することが可能となる。
【００３８】
また、処理装置３１は、複数のバスにおけるバスイベントの発生状況を解析し、当該複数のバスにおける信号トラフィックの相関関係を示す情報を生成することができる。かかる相関関係についても、当該関係を示す情報を視覚化するイメージデータを作成してディスプレイ装置３２に表示する処理を、リアルタイムで実行することが可能である。
【００３９】
なお、上記構成は、本発明における好適な一実施の形態を示すに過ぎず、単なる設計変更に過ぎない程度の構成の相違は、本発明の技術的思想に含まれることは言うまでもない。
例えば、上述した構成では、カウンタ・ユニット２２のカウンタ２２ａ、２２ｂから読み出された計数値を一時的に保持するバッファ２２ｃ、２２ｄをカウンタ・ユニット２２自体に設けたが、カウンタ・ユニット２２とは別個に設けたり、コンソール通信ユニット２３に設けたりしても良い。
また、バス・プローブ装置１０における入力部１１とバスイベント・デコーダ・ユニット１２とは必ずしも一体に構成されている必要はない。ディジタルバス信号をそのまま処理または保存するのではなく、バスイベントにデコードした上で処理または保存することによる処理対象の情報量の削減という目的を主眼とすれば、入力部１１に相当するプローブと本実施の形態のトラフィック測定装置２０との間にバスイベント・デコーダ・ユニット１２が介在していれば良く、当該プローブとバスイベント・デコーダ・ユニット１２とを外部ケーブルで接続してあっても構わない。
【００４０】
次に、上記のように構成された本実施の形態により、バス上で発生するイベントを観測して当該バスの信号トラフィックを測定する動作について説明する。
バス上で発生するバスイベントを、イベント−１、２、３（以下、Ｅ−１、Ｅ−２、Ｅ−３と略記する）とする。バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２は、各バスイベントＥ−１、Ｅ−２、Ｅ−３を観測した際に、各バスイベントに対応したカウンタ・トリガー信号（以下、対応バスイベントごとにＴ−１、Ｔ−２、Ｔ−３と記す）をトラフィック測定装置２０に送信する。トラフィック測定装置２０のカウンタ・ユニット２２は、カウンタ・トリガー信号であるＴ−１、Ｔ−２、Ｔ−３を受信すると、対応するカウンタ２２ｂの計数値（以下、カウンタ・トリガー信号に対応させてＣ−１、Ｃ−２、Ｃ−３と記す）を１増加させる。
【００４１】
図４は、バスイベントの発生状況とカウンタ・ユニット２２におけるカウンタ２２ｂの計数値の読み出しタイミングとの関係を説明する図である。
バス・プローブ装置１０は、測定対象システム１００におけるバスクロックを常時観測し、トラフィック測定装置２０へ送信している。また、カウンタ・ユニット２２内のクロックカウンタ２２ａは、バス・プローブ装置１０から送られたクロック信号を受信し、クロック数をカウントアップしている（以下、このクロック数の値をＣＬＫとする）。
【００４２】
時間ｔ1において、バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２によりＥ−１が検出されると、Ｅ−１に対応するＴ−１がバス・プローブ装置１０からトラフィック測定装置２０へ送信され、カウンタ・ユニット２２において、対応するＣ−１がカウントアップされる。
次に、時間ｔ1’において、コンソール・ユニット３０からトラフィック測定装置２０へ測定データの読み出し要求が送られると、カウンタ・ユニット２２において、各カウンタ２２ａ、２２ｂのＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３が対応するバッファ２２ｃ、２２ｄへコピーされる。そして、当該ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されてコンソール・ユニット３０へ送信されるまで、当該バッファ２２ｃ、２２ｄの値はロックされる。コンソール・ユニット３０からの読み出し要求により、ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されると、当該バッファ２２ｃ、２２ｄのロックは解除される。
【００４３】
次に、時間ｔ2において、バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２によりＥ−３が検出されると、Ｅ−３に対応するＴ−３がバス・プローブ装置１０からトラフィック測定装置２０へ送信され、カウンタ・ユニット２２において、対応するＣ−３がカウントアップされる。
次に、時間ｔ2’において、コンソール・ユニット３０からトラフィック測定装置２０へ測定データの読み出し要求が送られると、カウンタ・ユニット２２において、各カウンタ２２ａ、２２ｂのＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３が対応するバッファ２２ｃ、２２ｄへコピーされる。そして、当該ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されてコンソール・ユニット３０へ送信されるまで、当該バッファ２２ｃ、２２ｄの値はロックされる。コンソール・ユニット３０からの読み出し要求により、ＣＬＫ、Ｃ−１、Ｃ−２、Ｃ−３がバッファ２２ｃ、２２ｄから読み出されると、当該バッファ２２ｃ、２２ｄのロックは解除される。
【００４４】
コンソール・ユニット３０において、例えば、時間ｔ1’と時間ｔ2’で取得された測定データバスイベントの発生回数を示す計数値の差を評価すると、ＣＬＫはｔ1’からｔ2’までのクロック数を示し、Ｃ−３は１増加しており、他のカウンタは変化していない。この解析結果から、時間ｔ1’〜ｔ2’の間にＥ−３のバスイベントがバス上で１回発行されたことを認識することができる。なお、時間ｔ1’及び時間ｔ2’の実際の時間間隔は、（ｔ2−ｔ1）／クロック周波数である。
【００４５】
次に、コンピュータシステムを測定対象システム１００として本実施の形態を適用した具体的な適用例を説明する。
図５は、ＩＡ−３２のコンピュータシステムを測定対象システム１００とし、本実施の形態を用いて、ＣＰＵバス及びＰＣＩバスの信号トラフィックを観測する場合の構成を示す図である。また、図６は、図５においてＰＣＩバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニット１２の動作を説明する図、図７は、図５においてＣＰＵバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニット１２の動作を説明する図である。
【００４６】
図５に示すように、測定対象システム１００であるコンピュータシステムは、ＣＰＵとして米国インテル社のペンティアムIIIプロセッサを搭載し、ＣＰＵバスと、当該ＣＰＵバスにＣＰＵ−ＰＣＩブリッジを介して接続されたＰＣＩバスとを備える。このＣＰＵバスとＰＣＩバスとに、それぞれバス・プローブ装置１０が接続され、当該ＣＰＵバス及びＰＣＩバス上のディジタルバス信号を観測している。そして、各バス・プローブ装置１０のバスイベント・デコーダ・ユニット１２において、ＣＰＵバス及びＰＣＩバス上で発生したバスイベントがそれぞれ抽出され、カウンタ・トリガー信号がトラフィック測定装置２０に送られる。トラフィック測定装置２０は、当該カウンタ・トリガー信号を受け付けて、カウンタ・ユニット２２にてバスイベントの発生回数を計数する。そして、この計数値がコンソール・ユニット３０に送られ、処理される。
なお、図５の構成例では、トラフィック測定装置２０とコンソール・ユニット３０とはＵＳＢ接続され、測定データ通信線路５０としてＵＳＢケーブルが用いられている。
【００４７】
ここで、図６を参照すると、バスイベント・デコーダ・ユニット１２には、ＰＣＩバス信号として、バスクロック（ＣＬＫ）、ＦＲＡＭＥ＃、Ｃ／ＢＥ＃の３種類の信号が入力されている。Ｃ／ＢＥ＃信号はＣ／ＢＥ［０］＃からＣ／ＢＥ［３］＃までの４つが入力されており、この４つのＣ／ＢＥ＃信号の値に応じて、７種類のイベント（Memory Read, Memory Read Line, Memory Read Multiple, Memory Write, Memory Write and Invalidate, I/O Read, I/O Write）が検出されている。そして、これらのイベントごとにカウンタ・トリガー信号（Trigger-1〜Trigger-7）が出力されている。
【００４８】
また、図７を参照すると、バスイベント・デコーダ・ユニット１２には、ＣＰＵバス信号として、バスクロック（ＣＬＫ）、ＡＤＳ＃、ＲＥＱ＃の３種類の信号が入力されている。ＲＥＱ＃信号はＲＥＱ［０］＃からＲＥＱ［４］＃までの５つが入力されており、この５つのＲＥＱ＃信号の値に応じて、７種類のイベント（I/O Read, I/O Write, Memory Read and Invalidate, Memory Code Read, Memory Data Read, Memory Write, Memory Write Back）が検出されている。そして、これらのイベントごとにカウンタ・トリガー信号（Trigger-1〜Trigger-7）が出力されている。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディジタル信号測定装置において扱う情報量を削減することにより、複数のバスを持つ複雑なシステムにおいても、バス上の信号トラフィックに対する長時間の観測を可能とする。
これにより、稀に発行されるような期待されないバスイベントを検出し評価することが可能となる。
また、本発明によれば、バス上のディジタルバス信号をバスイベントにデコードして扱うことにより、測定対象システムの動作に応じたバス上の信号トラフィックをリアルタイムに観測することができる。
さらに、本発明によれば、複数のバスを観測する場合にも、複数のディジタル信号測定装置を外部接続することなく観測可能な装置構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態によるディジタル信号測定装置の構成を示す図である。
【図２】 本実施の形態におけるバス・プローブ装置の構成を示す図である。
【図３】 本実施の形態におけるカウンタ・ユニットの構成を示す図である。
【図４】 バスイベントの発生状況とカウンタ・ユニットにおけるカウンタの計数値の読み出しタイミングとの関係を説明する図である。
【図５】 ＩＡ−３２のコンピュータシステムを測定対象システムとし、本実施の形態を用いて、ＣＰＵバス及びＰＣＩバスの信号トラフィックを観測する場合の構成を示す図である。
【図６】 図５においてＰＣＩバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニットの動作を説明する図である。
【図７】 図５においてＣＰＵバスにおけるバスイベントの発生状況に応じたバスイベント・デコーダ・ユニットの動作を説明する図である。
【図８】 従来のロジック・アナライザの構成例を示す図である。
【図９】 従来のロジック・アナライザ用プローブ回路の構成を示す図である。
【図１０】 従来の他のディジタル信号測定装置であるＰＣＩバスモニタの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０…バス・プローブ装置、１１…入力部、１２…バスイベント・デコーダ・ユニット、１３…通信ユニット、１４…プローブ制御ユニット、２０…トラフィック測定装置、２１…プローブ通信ユニット、２２…カウンタ・ユニット、２２ａ…クロックカウンタ、２２ｂ…カウンタ、２２ｃ…クロックバッファ、２２ｄ…バッファ、２３…コンソール通信ユニット、２４…測定装置制御ユニット、３０…コンソール・ユニット、３１…処理装置、３２…ディスプレイ装置、３３…記憶装置、４０…トリガーデータ通信線路、５０…測定データ通信線路
Claims (13)
- 測定対象システムのバス上のディジタルバス信号をプローブにて取得し、当該プローブにて取得されたディジタルバス信号を特定の信号パターンで定義されたバスイベントにデコードするデコーダにて観測対象である当該バスイベントの発生をリアルタイムで観測する観測手段と、
前記観測手段にて前記バスイベントの発生が観測されたことを表す情報を蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段にて蓄積された前記バスイベントの発生に関する情報を処理する処理手段と
を備えることを特徴とするディジタル信号測定装置。 - 前記蓄積手段は、
前記観測手段にて抽出された前記バスイベントの発生回数を当該バスイベントの種類ごとに計数するカウンタと、
前記処理手段からの要求に応じて前記カウンタの計数値を読み出し、当該処理手段に送る制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号測定装置。 - 前記観測手段は、測定対象システムのバスの数に応じて複数設けられ、
前記蓄積手段のカウンタは、複数の前記観測手段にてそれぞれ抽出された前記バスイベントの発生回数を計数し、
前記処理手段は、前記蓄積手段にて計数された複数の前記バスにおける前記バスイベントの発生回数に基づいて、当該複数のバスの相関関係を解析することを特徴とする請求項２に記載のディジタル信号測定装置。 - 前記処理手段は、
前記蓄積手段から取得した前記バスイベントの発生に関する情報を解析するデータ処理部と、
前記データ処理部による解析結果を視覚化して表示する表示部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号測定装置。 - 測定対象システムのバス上のディジタルバス信号を取得するプローブ・ユニットと、
前記プローブ・ユニットにて取得されたディジタルバス信号から特定の信号パターンで定義されたバスイベントをリアルタイムで抽出するデコーダ・ユニットと、
前記デコーダ・ユニットにて抽出された前記バスイベントの発生回数を計数するカウンタ・ユニットと
を備えることを特徴とするディジタル信号測定装置。 - 前記デコーダ・ユニットは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）であることを特徴とする請求項５に記載のディジタル信号測定装置。
- 測定対象システムのバス上のディジタルバス信号をプローブにて取得し、当該プローブにて取得されたディジタルバス信号を特定の信号パターンで定義されたバスイベントにデコードするデコーダにて観測対象である当該バスイベントの発生をリアルタイムで観測する観測手段と、
前記観測手段にて観測された前記バスイベントの発生状況に関する情報を処理し、随時、画像表示する情報処理手段と
を備えることを特徴とするディジタル信号測定装置。 - 前記情報処理手段は、前記観測手段により前記測定対象システムにおける複数のバスから取得された前記バスイベントの発生状況を解析して当該複数のバスの相関関係を解析し、解析結果を随時、画像表示することを特徴とする請求項７に記載のディジタル信号測定装置。
- 前記観測手段にて観測された前記バスイベントの発生状況に関する情報を格納する格納手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のディジタル信号測定装置。
- 測定対象システムのバス上の信号トラフィックを観測するトラフィック観測方法において、
前記バス上のディジタルバス信号をプローブにて取得するステップと、
取得されたディジタルバス信号が予め設定されたバスイベントを定義する信号パターンとをリアルタイムに比較し、当該ディジタルバス信号と当該バスイベントとが一致した場合に、前記バスの発生を示すトリガー信号を生成するステップと、
生成された前記トリガー信号に基づいて、前記バスイベントごとに発生回数を計数するステップと、
前記バスイベントの発生回数の計数結果に基づいて前記バスの信号トラフィックを解析するステップと
を含むことを特徴とするトラフィック観測方法。 - 前記信号トラフィックの解析結果を視覚化するイメージデータを生成し、随時表示するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のトラフィック観測方法。
- 前記信号トラフィックを解析するステップは、複数のバスから取得された前記バスイベントの計数結果を解析し、当該複数のバスの相関関係を示す情報を生成するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載のトラフィック観測方法。
- 前記バスイベントの発生回数を計数するステップは、
前記トリガー信号を受信し、当該トリガー信号に対応して設けられたカウンタにて計数するステップと、
所定のタイミングで全ての前記カウンタによる計数値を順次読み出し、バッファに蓄積するステップとを含み、
前記信号トラフィックを解析するステップは、
全ての前記カウンタの計数値が前記バッファに格納された後、当該バッファ内の計数値を用いて前記バスの信号トラフィックを解析するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載のトラフィック観測方法。
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