JP5195177B2 - 信号伝送システム評価装置、信号伝送システム評価方法、信号伝送システム評価プログラム - Google Patents

Description

本発明は、信号伝送システムの品質を評価する信号伝送システム評価装置、信号伝送システム評価方法、信号伝送システム評価プログラムに関するものである。

近年、デジタル電子機器に求められる情報処理量は増加の一途をたどっており，これにともなって、機器内の信号速度が高くなっている。これに伴い、伝送マージンが減少する方向にあり、これに従い、多数存在するマージン劣化の要因を総合的に見積もり、正確に伝送マージンを見積もる必要がある。

従来の製品の伝送マージンの計算は、部品ばらつきを含んだリスクを計算するため、それぞれの項目についてマージンを含んだ規定値を採用し、これを積み上げる計算となっている。

なお、従来技術として、高速デジタル伝送において、高速なシステムレベルでの符号誤り率測定を行う符号誤り率測定方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２７８０１４号公報

伝送マージンの判定値は多くのマージンを含んだものとなるため、満たすことが非常に難しい値となる。結果として、伝送マージンの判定値を満たすために高価な部品を採用することになり、製品のコスト増加の原因となっている。しかし、適用する製品によっては比較的低い良品率でも許容できるものがある。さまざまな製品の伝送マージンの判定を行うためには、判断基準も状況に合わせて柔軟に変更できる仕組みが必要となる。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、信号伝送システムの適正な良品率を算出する信号伝送システム評価装置、信号伝送システム評価方法、信号伝送システム評価プログラム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、本発明の一態様は、送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価を行う信号伝送システム評価装置であって、前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得する取得部と、前記取得部により取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出する確率分布算出部と、前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出するアイ開口算出部と、前記アイ開口算出部により算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行う調整部と、前記確率分布算出部により算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出する良品率算出部とを備える。

また、本発明の一態様は、送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価を行う信号伝送システム評価方法であって、前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得し、取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出し、前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出し、算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行い、算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出することを行う。

また、本発明の一態様は、送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価をコンピュータに実行させる信号伝送システム評価プログラムであって、前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得し、取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出し、前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出し、算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行い、算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出することをコンピュータに実行させる。

開示の信号伝送システム評価装置、信号伝送システム評価方法、信号伝送システム評価プログラムによれば、信号伝送システムの適正な良品率を算出することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムは、信号波形解析の分野において、ビットエラーを起こさない（全ての特性のばらつきが規定値以内となる）基板（信号伝送システム）の存在確率（基板良品率）を算出するものである。この信号伝送システム評価プログラムは、統計学的な考え方をもとに、部品の特性を示す数値から基準値を決定し、基準値を満たす部品の組み合わせが全体のなかで占める割合を算出する。

本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムの対象となる信号伝送システムの構成について以下に説明する。

図１は、本実施の形態に係る信号伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。この信号伝送システムは、送信素子１１、受信素子１２、伝送路１３を有する。送信素子１１は、送信ＰＩＵ（Plug-In Unit）１４上に搭載される。受信素子１２は、受信ＰＩＵ１５上に搭載される。送信ＰＩＵ１４はコネクタ１７ａを介してＢＷＢ（Back Wiring Board）１６上に搭載される。受信ＰＩＵ１５はコネクタ１７ｂを介してＢＷＢ１６上に搭載される。伝送路１３は、送信ＰＩＵ１４、受信ＰＩＵ１５、ＢＷＢ１６、コネクタ１７ａ，１７ｂを有する。

送信素子１１から送信された信号は、送信ＰＩＵ１４、コネクタ１７ａ、ＢＷＢ１６、コネクタ１７ｂ、受信ＰＩＵ１５を経て受信素子１２に到達する。

本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムの構成について以下に説明する。

図２は、本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムの構成の一例を示すブロック図である。この信号伝送システム評価プログラムは、取得部２１、制御部２２、波形シミュレータ２３を有する。この信号伝送システム評価プログラムは、記憶媒体に記憶され、信号伝送システム評価装置であるコンピュータシステムにより実行される。なお、制御部２２は、確率分布算出部、調整部、良品率算出部に対応する。波形シミュレータ２３は、アイ開口算出部に対応する。

本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムの動作について以下に説明する。

図３は、本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムの動作の一例を示すフローチャートである。

まず、取得部２１は、規定値入力画面を表示し、ユーザにより入力される項目毎の規定値（限界値）を取得して入力規定値とする（Ｓ１１）。

規定値入力画面では、送受信素子、伝送路要素等の部品に対して予め定められている特性の規定値が入力される。一般的には部品メーカーから提供されている仕様書に記述されている値が、規定値として採用される。規定値は、予め定められたばらつきの範囲（例えば３σ）に対応する特性の値である。本実施の形態において、部品の特性のばらつきの確率分布は、正規分布であるとする。

図４は、本実施の形態に係る規定値入力画面の一例を示す画面である。ここで、規定値入力画面は、送信素子１１（送信デバイス）に関する項目、受信素子１２（受信デバイス）に関する項目、伝送路１３（プリント配線板）に関する項目と、各項目の規定値の入力欄とを表示する。送信デバイスに関する項目としては、出力振幅のＭＩＮ（最小）値、出力ジッタのＭＩＮ値、プリエンファシスのＭＩＮ値及びＭＡＸ（最大）値がある。受信デバイスに関する項目としては、マスク振幅のＭＩＮ値、マスク時間幅のＭＩＮ値、内蔵終端抵抗値のＭＩＮ値がある。プリント配線板に関する項目としては、送信ＰＩＵ損失のＭＡＸ値、ＢＷＢ損失のＭＡＸ値、受信ＰＩＵ損失のＭＡＸ値がある。

次に、取得部２１は、対象項目選択画面を表示し、ユーザにより選択される対象項目を取得する（Ｓ１２）。

図５は、本実施の形態に係る対象項目選択画面の一例を示す画面である。この対象項目選択画面は、組み合わせリスク計算に影響する項目を対象項目としてリストアップする。標準設定の対象項目は、規定値入力画面に記述された全項目とする。ユーザは、組み合わせリスクに影響しないと断定できる項目を、状況に応じて対象項目から外すことができる。

次に、取得部２１は、中心値入力画面を表示し、ユーザにより入力される対象項目毎の中心値を取得する（Ｓ１３）。

図６は、本実施の形態に係る中心値入力画面の一例を示す画面である。この中心値入力画面は、対象項目毎のばらつきの中心値の入力を受け付ける。ばらつきの中心値は、該当部品の複数サンプルを標準状態において測定し、得られた値から求めることが一般的である。部品の仕様書に「ＴＹＰ値」と記載されていることが多い。

次に、取得部２１は、ばらつき係数入力画面を表示し、ユーザにより入力される対象項目毎のばらつき係数を取得する（Ｓ１４）。

図７は、本実施の形態に係るばらつき係数入力画面の一例を示す画面である。このばらつき係数入力画面は、入力規定値の算出の根拠としたばらつき係数の入力を受け付ける。ばらつき範囲は、評価結果から入力規定値を導出する際にマージンとして盛り込む製造ばらつきの範囲である。ばらつき範囲は、標準偏差σの倍数（ｎσ）で規定されることが一般的である。ユーザは、ばらつき範囲ｎσ／標準偏差σであるばらつき係数（σ数）ｎを、ばらつき係数入力画面に入力する。この値は公開されていないのでメーカーから入手することとなる。入手できなかった場合は一般的な値である片側３σを使用し概算することもできる。

次に、取得部２１は、条件変動値入力画面を表示し、ユーザにより入力される対象項目毎の条件変動値の入力をユーザから受け付ける（Ｓ１５）。

図８は、本実施の形態に係る条件変動値入力画面の一例を示す画面である。要素部品の特性は、温度の変動や電源電圧の変動により変化する。この変化を条件変動値とする。この値は公開されていないことが多いので、デバイスメーカ−より値を入手するか、ユーザにより測定された値を入力することになる。

次に、取得部２１は、該当部品搭載数入力画面を表示し、ユーザにより入力される該当部品の搭載数を取得する（Ｓ１６）。

図９は、本実施の形態に係る部品搭載数入力画面の一例を示す画面である。部品搭載数入力画面は、該当する基板に搭載される送受信素子の数である部品搭載数の入力を受け付ける。部品搭載数は、基板単位での良品率を算出するために使用される。

次に、取得部２１は、上述の処理により取得された入力情報として制御部２２へ渡す（Ｓ２１）。

次に、制御部２２は、対象項目について規定値の改善（調整）を行って新たな規定値とする規定値改善処理を行う（Ｓ２２）。ここで、改善は、規定値をばらつきの中心値へ近づける処理である。複数の項目について同時に均等な比率で規定値を改善することにより高い良品率を確保することができる。そのため、規定値改善処理において、制御部２２は、各対象項目に対して、（中心値＋条件変動値）と規定値との差分（ばらつき範囲）を共通の分割数で分割した値を変更ステップ値とし、これを単位としてアイ開口マージンがプラスに転じるまで各対象項目の規定値を各対象項目の変更ステップ値ずつ改善して新たな規定値とする。

図１０は、本実施の形態に係る規定値改善処理の一例を示すフローチャートである。まず、制御部２２は、各対象項目のばらつき範囲を算出するばらつき範囲算出処理を行う（Ｓ３１）。次に、制御部２２は、共通のばらつき範囲分割数を決定するばらつき範囲分割数決定処理を行う（Ｓ３２）。次に、制御部２２は、対象項目毎の変更ステップ値を算出する変更ステップ値算出処理を行う（Ｓ３３）。次に、制御部２２は、各対象項目の規定値を各対象項目の変更ステップ値だけ改善する１ステップ改善処理を行う（Ｓ３４）。

次に、波形シミュレータ２３は、伝送マージンとしてアイ開口マージンを算出し、アイ開口マージンがプラス（プラスマージン）であるか否（マイナスマージン）かの判定を行うアイ開口マージン算出処理を行う（Ｓ３５）。アイ開口マージンがプラスである場合（Ｓ３５，プラスマージン）、このフローは終了する。アイ開口マージンがプラスでない場合（Ｓ３５，マイナスマージン）、このフローは処理Ｓ３４へ戻る。アイ開口マージンは、所定のアイ開口基準領域とアイ開口との距離である。アイ開口がアイ開口基準領域外にあればアイ開口マージンはプラスとなり、アイ開口がアイ開口基準領域内にあればアイ開口マージンはマイナスとなる。

図１１は、本実施の形態に係るばらつき範囲算出処理の一例を示す概念図である。この図に示されるように、ある対象項目のばらつき範囲は、次式により算出される。

ばらつき範囲＝規定値−中心値−条件変動

図１２は、本実施の形態に係るばらつき範囲分割数決定処理の一例を示す概念図である。この図に示されたばらつき範囲分割数は、ユーザにより設定され、全ての対象項目で共通とする。

図１３は、本実施の形態に係る変更ステップ値算出処理の一例を示す概念図である。この図に示されるように、ある対象項目の変更ステップ値は、次式により算出される。

変更ステップ値＝ばらつき範囲／ばらつき範囲分割数

図１４は、本実施の形態に係る１ステップ改善処理の一例を示す概念図である。この図に示されるように、各対象項目の規定値は、各対象項目の変更ステップ値分だけ改善されて新たな規定値となる。

図１５は、本実施の形態に係るアイ開口マージン算出処理の一例を示す概念図である。この図に示されるように、波形シミュレータ２３は、改善された規定値を用いて受信素子１２における受信波形のシミュレーションを行ってアイパターンを算出し、算出されたアイパターンが予め設定された六角形の領域であるアイ開口基準領域外であれば（アイパターンが少しもアイ開口基準領域内に入っていなければ）プラスマージンと判定し、算出されたアイパターンが少しでもアイ開口基準領域内に入っていればマイナスマージンと判定する。マイナスマージンであれば、１ステップ改善処理のプロセスに戻る。

次に、制御部２２は、対象項目毎の良品率である項目良品率を算出する項目良品率算出処理を行う（Ｓ２３）。

図１６は、本実施の形態に係る項目良品率算出処理の一例を示す概念図である。制御部２２は、対象項目が規定値を満たす部品が存在する確率を項目良品率とし、各対象項目の項目良品率を計算する。良品率の計算方法は、製造業界において一般的な考え方である、ばらつきが正規分布であるとの前提に基づく。良品率は、次式により算出される。

良品率＝１−ｆ（ｎ１×σ）
ｎ１＝ばらつき係数−（入力規定値−規定値）／σ

ｆ（σ）は、正規分布の曲線を元にした任意の領域の存在確率を示す関数であり、一般的な表計算ソフトに用意されている。

次に、制御部２２は、１部品対（送信素子と受信素子の対）の良品率である部品対良品率を算出する部品対良品率算出処理を行う（Ｓ２４）。

図１７は、本実施の形態に係る部品対良品率算出処理の一例を示す概念図である。全ての対象項目について要求を満足することが、１部品対の伝送についてエラーなく信号伝送できる条件となる。よって、１部品対における全ての項目良品率を掛け合わせたものが部品対良品率となる。また、（１−良品率）が不良率となる。計算式の一例を以下に示す。

部品対良品率
＝出力振幅の項目良品率×受信ＰＩＵ損失の項目良品率
×マスク振幅の項目良品率

次に、制御部２２は、基板（信号伝送システム）単位の良品率である基板良品率を算出する基板良品率算出処理を行い（Ｓ２５）、このフローは終了する。

ここで、制御部２２は、部品対良品率を元に基板良品率を算出する。具体的な計算式は以下の通りである。

（基板良品率）＝（部品対良品率）×（対象とする基板に搭載されている部品対数）
（部品対数）＝（送信デバイス数＋受信デバイス数）／２

ここで、送信デバイス数及び受信デバイス数は、搭載部品数として取得された値である。

信号伝送システム評価プログラムの追加機能について以下に説明する。

ばらつき範囲率による対象項目選択処理について以下に説明する。

上述した対象項目の選択では、ユーザが対象項目選択画面において良品率計算の対象とする特性の項目（対象項目）を選択する。ここでは、ユーザにより対象項目の選択の代わりに、制御部２２が所定のルールに基づいて対象項目を選択する対象項目選択処理を行う。この方式を採用すれば、ユーザ間のばらつきを押さえた良品率計算を実現できる。

対象項目を選択するルールは、ばらつき範囲率の大きいほうから任意の対象項目数を選ぶこととする。ばらつきが大きい対象項目は、規定値の改善量に対して改善された規定値から外れる個体数の増加量が少ない。従って、このルールにより、良品率計算を有利な結果に導くことができる。中心値に対するばらつき範囲の比率をばらつき範囲率とすることによって、項目間の比較が可能になる。各項目のばらつき範囲率の計算式は次の通りである。

ばらつき範囲率＝ばらつき範囲／中心値×１００［％］

対象項目数は、デフォルト値を算出プログラムに持たせておき、ユーザが必要に応じて変更する。

図１８は、本実施の形態に係るばらつき範囲率による対象項目選択処理の算出結果の一例を示す表である。この例では、４つの項目のばらつき範囲率が算出されている。対象項目数を２とすると、上位２つの出力振幅と出力ジッタが対象項目として選択される。

変更ステップ値最適化処理について以下に説明する。

上述の規定値改善処理は、規定値を改善する際のステップをばらつき範囲に対する分割数を定め、均等に分割して変更ステップ値を求めている。この場合、アイ開口マージンに対して感度が高い項目の規定値が改善されると、アイ開口マージンの増減に対して１ステップが過大となり、結果として過剰なアイ開口マージンを前提とした良品率計算になってしまう恐れがある。

これを解決するため、制御部２２は、アイ開口基準領域に対する誤差の許容範囲であるマージン許容範囲を定め、このマージン許容範囲にアイ開口マージンが入るように変更ステップ値を徐々に小さくする変更ステップ値最適化処理を行う。この変更ステップ値最適化処理を採用することにより、過剰なアイ開口マージンを防ぎ、良品率計算を有利な結果に導くことができる。

図１９は、本実施の形態に係る変更ステップ値最適化処理の一例を示すフローチャートである。まず、制御部２２及び波形シミュレータ２３は、上述した規定値改善処理における処理Ｓ３３，Ｓ３４，Ｓ３５を行う。算出されたアイ開口マージンがマイナスマージンである場合（Ｓ３５，マイナスマージン）、このフローは処理Ｓ３４へ戻る。算出されたアイ開口マージンがプラスマージンである場合（Ｓ３５，プラスマージン）、制御部２２は、アイ開口マージンがマージン許容範囲内であるか否かの判定を行う（Ｓ４１）。

アイ開口マージンがマージン許容範囲内である場合（Ｓ４１，Ｙｅｓ）、このフローは終了する。アイ開口マージンがマージン許容範囲外である場合（Ｓ４１，Ｎｏ）、規定値を変更ステップ値だけ戻し（Ｓ４２）、変更ステップ値を１／２倍し（Ｓ４３）、このフローは処理Ｓ３４へ戻る。

エラー率を用いる出力ジッタの規定値改善処理について以下に説明する。

上述した規定値の例において、出力ジッタとして入力するパラメータは、Ｔｊ（トータルジッタ）である。ここでは、ＴｊをＤｊ（確定的なジッタ）とＲｊ（ランダムなジッタ）に分け、それぞれを規定値として入力することにより、良品率計算にエラー率の観点を盛り込むことが可能となる。ある程度のエラー率を許容できる製品に適用する場合は、エラー率の観点を盛り込むことによって、より大きな損失の伝送路を伝送できることとなり、良品率計算を有利な結果に導くことができる。

図２０は、本実施の形態に係る規定値入力画面の中の出力ジッタの一例を示す画面である。ユーザが許容エラー率をパラメータとして入力し、このパラメータに基づいて制御部２２がＲｊの規定値を改善する。Ｒｊは、そのエッジが存在する時間のヒストグラムをとると正規分布となる。Ｒｊの規定値は、入力規定値の設定時に想定されたエラー率（規格設定エラー率）に対応するばらつき係数ｎと標準偏差σとを乗じたばらつきの範囲ｎσにより決定されている。許容するエラー率を設定すれば、このエラー率に対応するばらつき係数ｎを求めることができる。エラー率に対応するばらつき係数ｎは、市販されている表計算ソフトに用意されている関数（正規分布関連関数）で計算することができる。Ｒｊの規定値の計算式は次の通りである。

規定値
＝入力規定値
×許容エラー率におけるばらつき係数／入力規定値のばらつき係数

ここで、許容エラー率におけるばらつき係数は、正規分布関連関数（許容エラー率）により求められ、入力規定値のばらつき係数は、正規分布関連関数（入力規定値で想定されたエラー率）により求められる。

感度解析を用いる対象項目選択処理について以下に説明する。

上述の例では、ユーザが良品率計算の対象項目を選択するとした。ここでは、ユーザによる対象項目の選択の代わりに、制御部２２が感度解析により対象項目を選択する対象項目選択処理を行う。この方式により、ユーザ間のばらつきが少なく、最適な良品率計算結果を導くことが可能となる。

感度解析は、各項目を改善した場合のアイ開口マージンの改善係数を求め、これを項目間で比較することにより実施する。図２１は、本実施の形態に係る感度解析により算出される改善係数の一例を示す概念図である。この図は、項目の規定値の改善量である項目改善量とアイ開口マージンの改善量であるアイ開口マージン改善量と改善係数との関係を示す。改善係数は、項目改善量１σ当たりのアイ開口マージン改善量で表す。ここで、項目改善量ｍσをσで割ったばらつき係数ｍを項目改善ばらつき係数とする。改善係数の計算式は次の通りである。

改善係数＝アイ開口マージン改善量／項目改善ばらつき係数

図２２は、本実施の形態に係る感度解析を用いる対象項目選択処理の算出結果の一例を示す表である。４つの項目の改善係数が算出され、予め対象項目数が２に設定されたとすると、改善係数の上位２つ（感度条件）である出力振幅と出力ジッタが対象項目として選択される。

基板良品率の算出の後に行う、確率計算高精度化処理について以下に説明する。

上述の例では、各項目について改善された規定値を満たす個体同士の組み合わせのみを良品としてカウントしている。しかし、いずれかの個体に改善された規定値を満たす個体が含まれていれば、ビットエラーは必ずしも発生しない。よって、この組み合わせにおいてビットエラーを発生しない組み合わせの確率を正確に計算し、これを上述の良品率に加えることにより、確率計算を有利な結果に導くことが出来る。具体的には改善された規定値を満たせない部品と組み合わされた場合にマージンを確保できる良い特性を持った部品の存在確率を計算する。

図２３は、本実施の形態に係る確率計算高精度化処理の一例を示すフローチャートである。

まず、取得部２１は、対象項目選択画面を表示し、ユーザによる対象項目の選択を受け付ける対象項目追加選択処理を行う（Ｓ５１）。図２４は、本実施の形態に係る対象項目追加選択処理の一例を示す画面である。ここでは、処理Ｓ１２で選択される対象項目に加えて、送信素子の出力振幅（第１特性値）と受信素子のマスク振幅（第２特性値）の２項目が選択されるとする。

次に、制御部２２は、出力振幅の規定値を変更ステップ値だけ改悪して改悪値とする出力振幅改悪処理を行う（Ｓ５２）。図２５は、本実施の形態に係る出力振幅改悪処理の一例を示す概念図である。ここで、改悪とは、改善の逆の処理であり、規定値又は改悪値から変更ステップ値だけ中心値から遠ざけた値を新たな改悪値とする処理である。

次に、制御部２２は、出力振幅が改悪領域内となる個体の存在確率である改悪領域存在確率を算出する改悪領域存在確率算出処理を行う（Ｓ５３）。図２６は、本実施の形態に係る改悪領域存在確率算出処理の一例を示す概念図である。ここで、改悪領域は、規定値又は改悪前の改悪値と改悪後の改悪値との間の領域である。この算出は、市販の表計算ソフトに含まれている統計関数で実施可能である。

次に、制御部２２は、マスク振幅の救済値を算出するマスク振幅救済値算出処理を行う（Ｓ５４）。図２７は、本実施の形態に係るマスク振幅救済値算出処理の一例を示す概念図である。ここで、制御部２２は、出力振幅の改悪値に対してアイ開口マージンがプラスマージンとなるマスク振幅を求め、これを救済値とする。救済値は、改善されたマスク振幅の規定値より更に中心値に近づく。

次に、制御部２２は、マスク振幅が救済値領域内となる個体の存在確率である救済値領域存在確率を算出する救済値領域存在確率算出処理を行う（Ｓ５５）。図２８は、本実施の形態に係る救済値領域存在確率算出処理の一例を示す概念図である。ここで、救済値領域は、救済値と中心値の間の領域である。

次に、制御部２２は、出力振幅とマスク振幅の組み合わせによりビットエラーが発生しない個体の存在確率である組み合わせ存在確率を算出する組み合わせ存在確率算出処理を行う（Ｓ５６）。ここでは、組み合わせ存在確率を次式により算出する。

組み合わせ存在確率＝改悪領域存在確率×救済値領域存在確率

次に、制御部２２は、出力振幅の改悪値が入力規定値に達したか否かの判定を行う（Ｓ６１）。出力振幅の改悪値が入力規定値に達していない場合（Ｓ６１，Ｎｏ）、このフローは処理Ｓ５２へ戻る。出力振幅の改悪値が入力規定値に達した場合（Ｓ６１，Ｙｅｓ）、制御部２２は、組み合わせ存在確率の合計を算出する（Ｓ６２）。次に、上述の良品率に組み合わせ存在確率の合計を加算し（Ｓ６３）、このフローは終了する。

上述したように、処理Ｓ５２〜Ｓ５６は、出力振幅の改悪値が入力規定値に達するまで繰り返される。図２９は、本実施の形態に係る２回目の改悪領域存在確率算出処理の一例を示す概念図である。２回目の改悪値は、１回目の改悪値より更に中心値より遠ざかる。図３０は、本実施の形態に係る２回目のマスク振幅救済値算出処理の一例を示す概念図である。２回目の救済値は、１回目の救済値より更に中心値よに近づく。

基板良品率の算出の後に行う、利益算出処理について以下に説明する。

実際の信号伝送システムの開発においては、算出された良品率をもとに利益を算出し、許容可否を判断することとなる。上述の信号伝送装置評価プログラムが更に利益算出処理を行うことにより、更なる効率化を図ることができる。また、特性の良い高価な部品と、特性が悪い安価な部品について、それぞれを採用した場合の利益を比較することが可能となり、コスト解析が容易になる。図３１は、本実施の形態に係る利益算出処理の一例を示すフローチャートである。

まず、制御部２２は、コスト情報入力画面を表示し、ユーザによるコスト情報の入力を受け付けるコスト情報入力処理を行う（Ｓ７１）。

図３２は、本実施の形態に係るコスト情報入力画面の一例を示す画面である。ここで、ユーザは、利益の算出に必要なコスト情報のパラメータを入力する。コスト情報の項目は、開発費、基板のコスト、対象部品の価格、部品リペアコスト、製品交換作業費、販売価格、予測販売枚数である。

次に、制御部２２は、製造コストを算出する（Ｓ７２）。製造コストの算出式は、次の通りである。

製造コスト＝開発費＋基板のコスト×予測販売台数

次に、制御部２２は、交換コストを算出する（Ｓ７３）。交換コストの算出式は、次の通りである。

交換コスト＝（客先交換作業費＋部品価格＋部品リペアコスト）
×予測販売台数×（１−基板良品率）

ここで、基板良品率は、処理Ｓ２５により算出された値である。

次に、制御部２２は、利益を算出する（Ｓ７４）。利益の算出式は、次の通りである。

利益＝販売価格−製造コスト−交換コスト

次に、制御部２２は、基板良品率対利益グラフの表示を行い（Ｓ７５）、このフローは終了する。図３３は、本実施の形態に係る基板良品率対利益グラフの一例を示す画面である。この良品率対利益グラフにおいて、横軸は基板良品率、縦軸は利益である。この良品率対利益グラフは、指定された基板良品率及び利益、リスクの少ない規定値を採用した場合の基板良品率及び利益、損益分岐点の関係を図示する。

本実施の形態によれば、信号伝送システムにおける所定のビットエラーの発生について、部品ばらつきを考慮した場合の適正な良品率を計算することが可能となり、リスク検証工数を机上計算に対して１／１０以下に抑えることが可能となる。

なお、この信号伝送システム設計プログラムは更に、算出された良品率が所定の良品率条件を満たすか否かの判定を行っても良い。

また、上述した取得部２１は、信号伝送システムの設計データから規定値等の取得を行っても良い。

また、上述した信号伝送システム評価プログラムは、信号伝送システムの設計を行う信号伝送システム設計プログラムに適用することができる。

なお、本発明は以下に示すようなコンピュータシステムにおいて適用可能である。図３４は、本発明が適用されるコンピュータシステムの一例を示す図である。この図に示されたコンピュータシステム９００は、ＣＰＵやディスクドライブ等を内蔵した本体部９０１、本体部９０１からの指示により画像を表示するディスプレイ９０２、コンピュータシステム９００に種々の情報を入力するためのキーボード９０３、ディスプレイ９０２の表示画面９０２ａ上の任意の位置を指定するマウス９０４及び外部のデータベース等にアクセスして他のコンピュータシステムに記憶されているプログラム等をダウンロードする通信装置９０５を有する。通信装置９０５は、ネットワーク通信カード、モデムなどが考えられる。

上述したような、信号伝送システム評価装置を構成するコンピュータシステムにおいて上述した各ステップを実行させるプログラムを、信号伝送システム評価プログラムとして提供することができる。このプログラムは、コンピュータシステムにより読取り可能な記録媒体に記憶させることによって、信号伝送システム評価装置を構成するコンピュータシステムに実行させることが可能となる。上述した各ステップを実行するプログラムは、ディスク９１０等の可搬型記録媒体に格納されるか、通信装置９０５により他のコンピュータシステムの記録媒体９０６からダウンロードされる。また、コンピュータシステム９００に少なくとも信号伝送システム評価機能を持たせる信号伝送システム評価プログラムは、コンピュータシステム９００に入力されてコンパイルされる。このプログラムは、コンピュータシステム９００を、信号伝送システム評価機能を有する信号伝送システム評価装置として動作させる。また、このプログラムは、例えばディスク９１０等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていても良い。ここで、コンピュータシステム９００により読取り可能な記録媒体としては、ＲＯＭやＲＡＭ等のコンピュータに内部実装される内部記憶装置、ディスク９１０やフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体や、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータシステム並びにそのデータベースや、通信装置９０５のような通信手段を介して接続されるコンピュータシステムでアクセス可能な各種記録媒体を含む。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。

以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価を行う信号伝送システム評価装置であって、
前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出する確率分布算出部と、
前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出するアイ開口算出部と、
前記アイ開口算出部により算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行う調整部と、
前記確率分布算出部により算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出する良品率算出部と、
を備える信号伝送システム評価装置。
（付記２）
前記アイ開口条件は、前記アイ開口が所定の領域外になることである、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記３）
前記所定の領域は、六角形である、
付記２に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記４）
前記調整部は、前記アイ開口が前記アイ開口条件を満たすまで前記限界値をばらつきの中心値へ近づける、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記５）
前記調整部は、前記特性値毎に前記限界値を調整するためのステップ値を算出し、前記アイ開口算出部により算出されるアイ開口が前記アイ開口条件を満たすまで全ての前記限界値をばらつきの中心値へ前記ステップ値ずつ近づける、
付記４に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記６）
前記調整部は、前記特性値毎に、該特性値のばらつきの範囲を所定の分割数で分割して前記ステップ値とする、
付記５に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記７）
前記調整部は、前記特性値毎に、所定の領域と前記アイ開口との距離に基づいて前記ステップ値を小さくする、
付記６に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記８）
前記確率分布は、正規分布である、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記９）
前記統計量は、前記特性値のばらつきの中心値と該特性値のばらつきの標準偏差に対する前記限界値の比とを含む、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１０）
前記良品率算出部は、前記確率分布算出部により算出された確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて前記特性値毎の良品率を算出し、全ての前記特性値の良品率に基づいて前記信号伝送システムの良品率を算出する、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１１）
前記取得部は、前記特性値のばらつきの範囲に基づいて、前記調整部により調整される特性値を選択する、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１２）
前記調整部は、前記特性値のばらつきの中心値に対する該ばらつきの範囲の比に基づいて、前記調整の対象とする特性値を選択する、
付記１１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１３）
前記取得部は、取得された前記限界値で想定されたエラー率である想定エラー率と前記信号伝送システムにおいて許容されるエラー率である許容エラー率とを取得し、
前記調整部は、前記限界値と前記限界値に対応する前記想定エラー率と前記許容エラー率とに基づいて前記限界値を調整する、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１４）
前記特性値は、確定的なジッタとランダムジッタとを含み、
前記調整部は、前記取得部により取得された前記エラー率に基づいて前記ランダムジッタの前記限界値の調整を行う、
付記１３に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１５）
前記調整部は、前記特性値毎に前記限界値の変化による前記アイ開口への影響を感度として算出し、該感度が所定の感度条件を満たす特性値を前記調整の対象として選択する、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１６）
前記感度は、前記限界値の所定の変化量に対する前記アイ開口の変化量である、
付記１５に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１７）
前記限界値の所定の変化量は、前記特性値のばらつきの標準偏差である、
付記１６に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１８）
前記取得部は、特性値として第１特性値と第２特性値を取得し、第１特性値の限界値を第１取得限界値とし、
前記調整部は、第１特性値の限界値を調整して第１調整限界値とすると共に第２特性値の限界値を調整して第２調整限界値とし、第１調整限界値を第１取得限界値へ近づける第１調整処理と、アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように第２調整限界値を第２特性値のばらつきの中心値へ近づける第２調整処理とを行い、
前記良品率算出部は、第１調整処理と第２調整処理による良品率の増加量を算出し、該増加量だけ前記信号伝送システムの良品率を増加させる、
付記１に記載の信号伝送システム評価装置。
（付記１９）
送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価を行う信号伝送システム評価方法であって、
前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得し、
取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出し、
前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出し、
算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行い、
算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出する、
ことを行う信号伝送システム評価方法。
（付記２０）
送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価をコンピュータに実行させる信号伝送システム評価プログラムであって、
前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得し、
取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出し、
前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出し、
算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行い、
算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出する、
ことをコンピュータに実行させる信号伝送システム評価プログラム。

本実施の形態に係る信号伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムの構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る信号伝送システム評価プログラムの動作の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る規定値入力画面の一例を示す画面である。 本実施の形態に係る対象項目選択画面の一例を示す画面である。 本実施の形態に係る中心値入力画面の一例を示す画面である。 本実施の形態に係るばらつき係数入力画面の一例を示す画面である。 本実施の形態に係る条件変動値入力画面の一例を示す画面である。 本実施の形態に係る部品搭載数入力画面の一例を示す画面である。 本実施の形態に係る規定値改善処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るばらつき範囲算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係るばらつき範囲分割数決定処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る変更ステップ値算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る１ステップ改善処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係るアイ開口マージン算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る項目良品率算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る部品対良品率算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係るばらつき範囲率による対象項目選択処理の算出結果の一例を示す表である。 本実施の形態に係る変更ステップ値最適化処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る規定値入力画面の中の出力ジッタの一例を示す画面である。 本実施の形態に係る感度解析により算出される改善係数の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る感度解析を用いる対象項目選択処理の算出結果の一例を示す表である。 本実施の形態に係る確率計算高精度化処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る対象項目追加選択処理の一例を示す画面である。 本実施の形態に係る出力振幅改悪処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る改悪領域存在確率算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係るマスク振幅救済値算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る救済値領域存在確率算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る２回目の改悪領域存在確率算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る２回目のマスク振幅救済値算出処理の一例を示す概念図である。 本実施の形態に係る利益算出処理の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るコスト情報入力画面の一例を示す画面である。 本実施の形態に係る基板良品率対利益グラフの一例を示す画面である。 本発明が適用されるコンピュータシステムの一例を示す図である。

符号の説明

１１ 送信素子、１２ 受信素子、１３ 伝送路、１４ 送信ＰＩＵ、１５ 受信ＰＩＵ、１６ ＢＷＢ、１７ａ，１７ｂ コネクタ、２１ 取得部、２２ 制御部、２３ 波形シミュレータ。

Claims (10)

1. 送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価を行う信号伝送システム評価装置であって、
   前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得する取得部と、
   前記取得部により取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出する確率分布算出部と、
   前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出するアイ開口算出部と、
   前記アイ開口算出部により算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行う調整部と、
   前記確率分布算出部により算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出する良品率算出部と、
   を備える信号伝送システム評価装置。
2. 前記アイ開口条件は、前記アイ開口が所定の領域外になることである、
   請求項１に記載の信号伝送システム評価装置。
3. 前記調整部は、前記アイ開口が前記アイ開口条件を満たすまで前記限界値をばらつきの中心値へ近づける、
   請求項１または請求項２に記載の信号伝送システム評価装置。
4. 前記調整部は、前記特性値毎に前記限界値を調整するためのステップ値を算出し、前記アイ開口算出部により算出されるアイ開口が前記アイ開口条件を満たすまで全ての前記限界値をばらつきの中心値へ前記ステップ値ずつ近づける、
   請求項３に記載の信号伝送システム評価装置。
5. 前記良品率算出部は、前記確率分布算出部により算出された確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて前記特性値毎の良品率を算出し、全ての前記特性値の良品率に基づいて前記信号伝送システムの良品率を算出する、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号伝送システム評価装置。
6. 前記取得部は、前記特性値のばらつきの範囲に基づいて、前記調整部により調整される特性値を選択する、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の信号伝送システム評価装置。
7. 前記取得部は、取得された前記限界値で想定されたエラー率である想定エラー率と前記信号伝送システムにおいて許容されるエラー率である許容エラー率とを取得し、
   前記調整部は、前記限界値と前記限界値に対応する前記想定エラー率と前記許容エラー率とに基づいて前記限界値を調整する、
   請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の信号伝送システム評価装置。
8. 前記調整部は、前記特性値毎に前記限界値の変化による前記アイ開口への影響を感度として算出し、該感度が所定の感度条件を満たす特性値を前記調整の対象として選択する、
   請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の信号伝送システム評価装置。
9. 送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価を行う信号伝送システム評価方法であって、
   前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得し、
   取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出し、
   前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出し、
   算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行い、
   算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出する、
   ことを行う信号伝送システム評価方法。
10. 送信装置と伝送路と受信装置とを部品として有する信号伝送システムの品質の評価をコンピュータに実行させる信号伝送システム評価プログラムであって、
    前記部品の特性を示す特性値毎に、該特性値のばらつきに関する統計量と所定のばらつきの範囲に対応する該特性値の限界値とを取得し、
    取得された前記統計量に基づいて前記特性値毎の確率分布を算出し、
    前記特性値が前記限界値である場合の前記信号伝送システムのアイ開口を算出し、
    算出された前記アイ開口が所定のアイ開口条件を満たすように前記限界値の調整を行い、
    算出された前記確率分布と前記調整部により調整された前記限界値とに基づいて、前記信号伝送システムの良品率を算出する、
    ことをコンピュータに実行させる信号伝送システム評価プログラム。