JP5563499B2 - Data analysis device, integrated program generation device, and data analysis system - Google Patents
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Description
本発明はデータ解析装置、統合プログラム生成装置、および、データ解析システムに関し、特に、センサから収集したアナログデータをサンプリングして解析するデータ解析装置、かかるデータ解析装置において用いられるプログラムを生成する統合プログラム生成装置、および、これらの装置を統合したデータ解析システムに関する。 The present invention relates to a data analysis device, an integrated program generation device, and a data analysis system, and more particularly, a data analysis device that samples and analyzes analog data collected from sensors, and an integrated program that generates a program used in the data analysis device. The present invention relates to a generation device and a data analysis system in which these devices are integrated.
センサから収集したデータを解析するシステムが知られている。例えば、特許文献1には、複数のセンサのデジタルデータを多重化し、シリアルデータに変換するとともに、コマンドでセンサを制御する装置が記載されている。また、特許文献2には、センサに直結され、センサから出力されたデータから特徴量を抽出して出力するデータ解析装置が記載されている。
Systems for analyzing data collected from sensors are known. For example,
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。 The following analysis was made by the present inventors.
上記の特許文献に記載された技術では、データ解析装置が接続されるセンサの個数および種類に応じて設計されていることから、センサノードを入れ替えた場合、または、センサを追加もしくは削除した場合に対応することが困難となる。 In the technology described in the above patent document, the data analysis device is designed according to the number and type of sensors to be connected, so when the sensor node is replaced, or when the sensor is added or deleted It becomes difficult to respond.
実際、これらの装置によると、高サンプリングレートのセンサに置き換えた場合、または、センサノードを追加した場合に、シリアル線のバンド幅でデータ転送が律速するおそれがある。また、データ解析装置での処理内容が固定であるため、異なる種類のセンサに置き換えることは困難である。さらに、センサノード数およびサンプリングレートに応じて、データ解析装置の処理性能(例えば、並列処理数、動作周波数)を変更することは困難である。 In fact, according to these devices, when the sensor is replaced with a sensor having a high sampling rate or when a sensor node is added, there is a possibility that the data transfer is limited by the bandwidth of the serial line. Moreover, since the processing content in the data analysis apparatus is fixed, it is difficult to replace it with a different type of sensor. Furthermore, it is difficult to change the processing performance (for example, the number of parallel processes and the operating frequency) of the data analysis device according to the number of sensor nodes and the sampling rate.
そこで、センサから収集したアナログデータを、センサの個数および種類に応じて効率よく解析できるようにすることが課題となる。 Therefore, it becomes a problem to be able to efficiently analyze analog data collected from sensors according to the number and type of sensors.
本発明の第1の視点に係るデータ解析装置は、
接続されたセンサから受けたアナログデータを出力するとともに、接続されたセンサの個数および種類を識別するセンサ接続部と、
前記センサ接続部から出力されたアナログデータをデジタルデータに変換するAD変換部と、
前記AD変換部から出力されたデジタルデータをシリアルデータからパラレルデータに変換するシリアル・パラレル変換部と、
前記シリアル・パラレル変換部から出力されたパラレルデータの中からデータを選択するセレクタ部と、
前記セレクタ部により選択されたデータを処理する演算部と、
前記センサ接続部により識別されたセンサの個数および種類に応じて、前記AD変換部、前記シリアル・パラレル変換部、前記セレクタ部および前記演算部のうちの少なくともいずれかを制御する制御部と、を備えている。
ここで、前記制御部は、前記シリアル・パラレル変換部のデータ並列度を制御する。
もしくは、前記制御部は、前記セレクタ部によるデータのセレクトパターンを制御する。
The data analysis apparatus according to the first aspect of the present invention is:
A sensor connection unit that outputs the analog data received from the connected sensors and identifies the number and type of the connected sensors;
An AD converter that converts analog data output from the sensor connector into digital data;
A serial / parallel converter that converts the digital data output from the AD converter from serial data to parallel data;
A selector unit for selecting data from the parallel data output from the serial-parallel converter;
An arithmetic unit that processes the data selected by the selector unit;
A control unit that controls at least one of the AD conversion unit, the serial / parallel conversion unit, the selector unit, and the calculation unit according to the number and type of sensors identified by the sensor connection unit; I have.
Here, the control unit controls the degree of data parallelism of the serial / parallel conversion unit.
Alternatively, the control unit controls a data selection pattern by the selector unit.
本発明の第2の視点に統合プログラム生成装置は、
センサの個数および種類を入力とするセンサ接続状態入力部と、
センサから出力されたアナログデータをデジタルデータに変換するAD変換部、該AD変換部から出力されたデジタルデータをシリアルデータからパラレルデータに変換するシリアル・パラレル変換部、該シリアル・パラレル変換部から出力されたパラレルデータの中からデータを選択するセレクタ部、および、該セレクタ部により選択されたデータを処理する演算部を有するデータ解析装置の仕様を入力とするデータ解析装置仕様入力部と、
前記センサから出力されたデータの処理内容を表す第1のプログラムを入力とするプログラム入力部と、
入力したセンサの個数および種類ならびに前記データ解析装置の仕様に応じて、前記第1のプログラムに基づいて、前記演算部で動作する第2のプログラムを生成する統合プログラム生成部と、を備えている。
An integrated program generation device according to a second aspect of the present invention is:
A sensor connection state input unit for inputting the number and type of sensors;
An AD converter that converts analog data output from the sensor into digital data, a serial / parallel converter that converts the digital data output from the AD converter from serial data to parallel data, and an output from the serial / parallel converter A data analysis device specification input unit that receives as input a specification of a data analysis device having a selector unit that selects data from the parallel data that has been processed, and an arithmetic unit that processes the data selected by the selector unit;
A program input unit that receives as input a first program that represents the processing content of data output from the sensor;
An integrated program generation unit that generates a second program that operates on the arithmetic unit based on the first program according to the number and type of the input sensors and the specifications of the data analysis device. .
本発明に係るデータ解析装置、統合プログラム生成装置、および、これらの装置を統合したデータ解析システムによると、センサから収集したアナログデータを、センサの個数および種類に応じて効率よく解析することができる。 According to the data analysis device, the integrated program generation device, and the data analysis system in which these devices are integrated according to the present invention, analog data collected from sensors can be efficiently analyzed according to the number and type of sensors. .
はじめに、本発明の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。 First, the outline of the present invention will be described. Note that the reference numerals of the drawings attached to this summary are merely examples for facilitating understanding, and are not intended to limit the present invention to the illustrated embodiment.
本発明によると、センサの接続状態(複数のセンサの種類とサンプリングレートの組み合わせ)毎に、あらかじめ用意された設定(センサのサンプリングレート、シリアル・パラレル変換設定、パラレル・シリアル変換設定、演算部のプログラム、演算部の動作周波数)を行い、データ解析を開始するデータ解析装置が提供される。 According to the present invention, settings (sensor sampling rate, serial / parallel conversion setting, parallel / serial conversion setting, calculation unit setting) prepared in advance for each sensor connection state (combination of a plurality of sensor types and sampling rates). A data analysis apparatus is provided that performs a program and an operation frequency of a calculation unit and starts data analysis.
また、本発明によると、新たなセンサの接続状態に対して、演算部の処理能力に基づいて、センサのサンプリングレート、シリアル・パラレル変換設定、パラレル・シリアル変換設定、演算部の動作周波数を決定した上で、個々のセンサプログラムを統合した演算部プログラムを生成する統合プログラム生成装置が提供される In addition, according to the present invention, the sensor sampling rate, serial / parallel conversion setting, parallel / serial conversion setting, and operation frequency of the calculation unit are determined based on the processing capability of the calculation unit for a new sensor connection state. In addition, an integrated program generation device that generates a calculation unit program that integrates individual sensor programs is provided.
さらに、本発明によると、データ解析装置に接続されているセンサの種類や数に応じて、必要な演算部プログラムを統合プログラム生成装置にて生成し、それをデータ解析装置に転送して、新たなデータ解析処理を開始するデータ解析システムが提供される。 Furthermore, according to the present invention, the necessary arithmetic unit program is generated by the integrated program generation device according to the type and number of sensors connected to the data analysis device, and is transferred to the data analysis device. A data analysis system for starting a simple data analysis process is provided.
図1を参照すると、データ解析装置(10)は、接続されたセンサ(90−1、90−2、90−3、…)から受けたアナログデータを出力するとともに、接続されたセンサの個数および種類を識別するセンサ接続部(11)と、センサ接続部(11)から出力されたアナログデータをデジタルデータに変換するAD変換部(16)と、AD変換部(16)から出力されたデジタルデータをシリアルデータからパラレルデータに変換するシリアル・パラレル変換部(20)と、シリアル・パラレル変換部(20)から出力されたパラレルデータの中からデータを選択するセレクタ部(23)と、セレクタ部(23)により選択されたデータを処理する演算部(26)と、センサ接続部(11)により識別されたセンサの個数および種類に応じて、AD変換部(16)、シリアル・パラレル変換部(20)、セレクタ部(23)および演算部(26)のうちの少なくともいずれかを制御する制御部(15)と、を備えていることが好ましい。 Referring to FIG. 1, the data analysis device (10) outputs analog data received from connected sensors (90-1, 90-2, 90-3,...), And the number of connected sensors and Sensor connection unit (11) for identifying the type, AD conversion unit (16) for converting analog data output from the sensor connection unit (11) into digital data, and digital data output from the AD conversion unit (16) Serial / parallel conversion section (20) for converting the serial data into parallel data, a selector section (23) for selecting data from the parallel data output from the serial / parallel conversion section (20), and a selector section ( 23) Depending on the number and type of sensors (26) that process the data selected in (23) and the sensors identified by the sensor connector (11) A control unit (15) for controlling at least one of the AD conversion unit (16), the serial / parallel conversion unit (20), the selector unit (23), and the calculation unit (26). preferable.
制御部(15)は、AD変換部(16)のサンプリングレートを制御するようにしてもよい。また、制御部(15)は、シリアル・パラレル変換部(20)のデータ並列度を制御するようにしてもよい。さらに、制御部(15)は、セレクタ部(23)によるデータのセレクトパターンを制御するようにしてもよい。また、制御部(15)は、演算部(26)により実行されるプログラムの動作を制御するようにしてもよい。さらに、制御部(15)は、演算部(15)の動作周波数を制御するようにしてもよい。 The control unit (15) may control the sampling rate of the AD conversion unit (16). Further, the control unit (15) may control the data parallelism of the serial / parallel conversion unit (20). Further, the control unit (15) may control the data selection pattern by the selector unit (23). Moreover, you may make it a control part (15) control the operation | movement of the program performed by the calculating part (26). Furthermore, you may make it a control part (15) control the operating frequency of a calculating part (15).
図4を参照すると、シリアル・パラレル変換部(20)は、センサの最大接続数(例えば、n個)に相当する個数のシフトレジスタ(21−11〜21−m1、…、21−1n〜21−mn)を備え、セレクタ部(23)は、複数のシフトレジスタ(21−11〜21−m1…、21−1n〜21−mn)の段数(例えば、m段)に相当する個数のセレクタ(25−1、…、25−m)を備え、複数のセレクタ(25−1、…、25−m)は、それぞれ、複数のシフトレジスタ(21−11〜21−m1、…、21−1n〜21−mn)の各段から出力されたデータを受けるようにしてもよい。また、制御部(15)は、複数のセレクタ(25−1、…、25−m)が複数のセンサ(90−1、…、90−n)のうちのいずれのセンサからのデータを選択するかを制御するようにしてもよい。 Referring to FIG. 4, the serial-to-parallel converter (20) includes a number of shift registers (21-11 to 21-m1,..., 21-1n to 21) corresponding to the maximum number of sensors (for example, n). -Mn), and the selector unit (23) includes a number of selectors (for example, m stages) corresponding to the number of stages (for example, m stages) of the plurality of shift registers (21-11 to 21-m1..., 21-1n to 21-mn). 25-m), and the plurality of selectors (25-1,..., 25-m) respectively include a plurality of shift registers (21-11 to 21-m1,..., 21-1n to 21-mn) may be received. Moreover, a control part (15) selects the data from any one of several sensors (90-1, ..., 90-n) by several selectors (25-1, ..., 25-m). You may make it control.
演算部(26)は、再構成可能論理回路であり、制御部(15)は、再構成可能論理回路の論理構成を制御するようにしてもよい。 The arithmetic unit (26) may be a reconfigurable logic circuit, and the control unit (15) may control the logic configuration of the reconfigurable logic circuit.
また、図8を参照すると、データ解析装置は、セレクタ部(23)からデータを受けるとともに演算部(27−1)に出力するFIFO部(38−1、…、38−m)を備えていてもよい。 Referring to FIG. 8, the data analysis apparatus includes FIFO units (38-1,..., 38-m) that receive data from the selector unit (23) and output the data to the calculation unit (27-1). Also good.
さらに、図9を参照すると、データ解析装置は、セレクタ部(23)からデータを受けるとともに、内部バスを介して演算部(26)に出力するバッファ部(40−1、…、40−m)を備えていてもよい。 Further, referring to FIG. 9, the data analysis apparatus receives data from the selector unit (23) and outputs the data to the arithmetic unit (26) via the internal bus (40-1,..., 40-m). May be provided.
図2を参照すると、統合プログラム生成装置(50)は、センサの個数および種類を入力とするセンサ接続状態入力部(51)と、センサから出力されたアナログデータをデジタルデータに変換するAD変換部、該AD変換部から出力されたデジタルデータをシリアルデータからパラレルデータに変換するシリアル・パラレル変換部、該シリアル・パラレル変換部から出力されたパラレルデータの中からデータを選択するセレクタ部、および、該セレクタ部により選択されたデータを処理する演算部を有するデータ解析装置の仕様を入力とするデータ解析装置仕様入力部(52)と、前記センサから出力されたデータの処理内容を表す第1のプログラムを入力とするプログラム入力部(53)と、入力したセンサの個数および種類ならびに前記データ解析装置の仕様に応じて、前記第1のプログラムに基づいて、前記演算部で動作する第2のプログラムを生成する統合プログラム生成部(55)と、を備えていることが好ましい。 Referring to FIG. 2, the integrated program generation device (50) includes a sensor connection state input unit (51) that inputs the number and type of sensors, and an AD conversion unit that converts analog data output from the sensor into digital data. A serial / parallel converter that converts digital data output from the AD converter from serial data to parallel data, a selector that selects data from the parallel data output from the serial / parallel converter, and A data analysis device specification input unit (52) that receives as input a specification of a data analysis device that has a calculation unit that processes the data selected by the selector unit, and a first that represents the processing content of the data output from the sensor Program input unit (53) for inputting a program, the number and type of input sensors, and the previous According to the specifications of the data analyzer, based on the first program, it is preferably provided with, an integrated program generation unit for generating (55) a second program operating the operation unit.
また、統合プログラム生成部(55)は、第1のプログラムの処理内容および演算部の処理能力に応じて、AD変換部のサンプリングレート、シリアル・パラレル変換部のデータ並列度、セレクタ部によるデータセレクトパターン、および、演算部の動作周波数のうちの少なくともいずれかを決定し、決定したサンプリングレート、データ並列度、データセレクトパターンまたは動作周波数に基づいて、第2のプログラムを生成するようにしてもよい。 Further, the integrated program generation unit (55) selects the sampling rate of the AD conversion unit, the data parallelism of the serial / parallel conversion unit, and the data selection by the selector unit according to the processing content of the first program and the processing capability of the calculation unit. At least one of the pattern and the operation frequency of the arithmetic unit may be determined, and the second program may be generated based on the determined sampling rate, data parallelism, data select pattern, or operation frequency. .
図3を参照すると、データ解析システム(60)は、上記のデータ解析装置(10)と、上記の統合プログラム生成装置(50)と、を備えていることが好ましい。 Referring to FIG. 3, the data analysis system (60) preferably includes the data analysis device (10) and the integrated program generation device (50).
また、演算部(26)は、統合プログラム生成装置(50)により生成された第2のプログラムを実行するようにしてもよい。 Moreover, you may make it a calculating part (26) run the 2nd program produced | generated by the integrated program production | generation apparatus (50).
さらに、制御部(15)は、統合プログラム生成部(55)により決定されたサンプリングレート、データ並列度、データセレクトパターンまたは動作周波数に基づいて、AD変換部(16)、シリアル・パラレル変換部(20)、セレクタ部(23)および演算部(26)のうちの少なくともいずれかを制御するようにしてもよい。 Further, the control unit (15), based on the sampling rate, data parallelism, data select pattern or operating frequency determined by the integrated program generation unit (55), the AD conversion unit (16), serial / parallel conversion unit ( 20) At least one of the selector unit (23) and the calculation unit (26) may be controlled.
本発明に係るデータ解析装置、統合プログラム生成装置、および、これらの装置を統合したデータ解析システムによると、センサから収集したアナログデータを、センサの個数および種類に応じて効率よく解析することができる。 According to the data analysis device, the integrated program generation device, and the data analysis system in which these devices are integrated according to the present invention, analog data collected from sensors can be efficiently analyzed according to the number and type of sensors. .
(実施形態1)
第1の実施形態に係るデータ解析装置について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態のデータ解析装置の構成を一例として示すブロック図である。図1を参照すると、データ解析装置10は、センサ接続部11、センサ接続状態入力部13、制御部15、AD変換部16、シリアル・パラレル変換部20、セレクタ部23、演算部26、外部I/F(interface、インタフェース)部31、統合プログラム記憶部32、および、統合プログラム入力部33を備えている。
(Embodiment 1)
A data analysis apparatus according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the data analysis apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, the
センサ接続部11は、1つ以上のセンサ90−1〜90−nに接続され、センサから出力されたアナログデータをデータ解析装置10に取り込むとともに、接続されたセンサの個数および種類をセンサ接続状態入力部13へ出力する。
The sensor connection unit 11 is connected to one or more sensors 90-1 to 90-n, takes in analog data output from the sensors into the
センサ接続状態入力部13は、接続されたセンサの個数および種類を入力とする。センサ接続状態入力部13は、接続されたセンサの個数および種類をセンサ接続部11から直接取り込むようにしてもよい。また、接続されたセンサの個数および種類を、データ解析装置10の外部に設けられたスイッチ等によって、マニュアルでセンサ接続状態入力部13に設定するようにしてもよい。
The sensor connection
統合プログラム入力部33は、データ解析装置10で実行するプログラムを装置の外部から入力し、統合プログラム記憶部32に格納する。
The integrated
制御部15は、データ解析装置10の全体を制御する。具体的には、制御部15は、センサ接続状態入力部13からの入力に基づいて、データ解析装置10で実行する処理を統合プログラム記憶部32に記録された統合プログラムから読み込み、AD変換部16、シリアル・パラレル変換部20、セレクタ部23、外部I/F部26の設定を行い、演算部26にプログラムをロードして、センサから収集したデータの処理を開始する。
The
演算部26は、複数のセンサ90−1〜90−nから収集したデータを処理しうる並列性能または動作周波数を有し、セレクタ部23からデータを取り込む。また、演算部26は、必要に応じて、セレクタ部23に対してデータのセレクトパターンを指定する。
The
AD変換部16は、センサ接続部11に接続された1つ以上のセンサ90−1〜90−nのデータをそれぞれデジタルデータに変換する。AD変換部16におけるデータのサンプリングレートは、制御部15によって設定される。
The
シリアル・パラレル変換部20は、AD変換部16から出力されたデジタルデータ(シリアルデータ)を、シフトレジスタ等を用いてパラレルデータに変換する。
The serial /
セレクタ部23は、演算部26が複数のデータを同時に処理できる場合に、シフトレジスタ等でパラレル化された複数のセンサからのデジタルデータのうちのいずれかのセンサからのデジタルデータを選択する。
The
外部I/F部31は、演算部26による処理結果をデータ解析装置10の外部へ出力する。外部I/F部31の出力先は、ここでは特に制限しない。出力先は、例えば、ネットワーク、アクチュエータ等であってもよい。
The external I /
(実施形態2)
第2の実施形態に係る統合プログラム生成装置について、図面を参照して説明する。図2は、本実施形態の統合プログラム生成装置50の構成を一例として示すブロック図である。図2を参照すると、統合プログラム生成装置50は、センサ接続状態入力部51、データ解析装置仕様入力部52、プログラム入力部53、統合プログラム生成部55、および、統合プログラム出力部56を備えている。
(Embodiment 2)
An integrated program generation device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the integrated
センサ接続状態入力部51は、生成する統合プログラムの処理対象となる1つ以上のセンサの接続数および種類を入力とする。 The sensor connection state input unit 51 receives as input the number and type of connections of one or more sensors to be processed by the integrated program to be generated.
データ解析装置仕様入力部52は、生成する統合プログラムのターゲットアーキテクチャの仕様を入力とする。ここで、ターゲットアーキテクチャの仕様として、AD変換仕様(サンプリングレート等)、シリアル・パラレル変換仕様(シフトレジスタ数、動作周波数等)、セレクタ仕様(動作周波数等)、演算仕様(演算器の種類と数、接続関係、並列処理数、動作周波数)、外部I/F仕様(バスプロトコル等)等が挙げられる。これらのターゲットアーキテクチャの仕様は、データ解析装置仕様として、データベースに格納されていることが好ましい。
The data analysis device
プログラム入力部53は、個々のセンサデータに対する処理内容がC言語等の高級言語等で記述されたプログラムを入力とする。これらのプログラムは、センサ個別プログラムとして、予めデータベースに格納されていることが好ましい。
The
統合プログラム生成部55は、センサの接続状態、すなわち、接続されたセンサの個数および種類、ならびに、データ解析装置の仕様に基づいて、個々のセンサの処理プログラムから、データ解析装置で好適に動作する統合プログラムを生成する。統合プログラム生成部55は、データ解析装置の仕様に応じて、センサから出力されたデータを、短時間で処理することを目的として統合プログラムを生成するようにしてもよいし、少ない消費電力で処理することを目的として統合プログラムを生成するようにしてもよい。また、統合プログラム生成部55は、センサのうちの優先度の高いものから出力されたデータを優先的に処理するように、統合プログラムを生成してもよい。
The integrated
統合プログラム出力部56は、統合プログラム生成部55で生成した統合プログラムを統合プログラム生成装置50の外部へ出力する。
The integrated
(実施形態3)
第3の実施形態に係るデータ解析システムについて、図面を参照して説明する。図3は、本実施形態のデータ解析システム60の構成を一例として示すブロック図である。図3を参照すると、データ解析システム60は、データ解析装置10および統合プログラム生成装置50を備えている。
(Embodiment 3)
A data analysis system according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the
データ解析装置10および統合プログラム生成装置50は、互いに接続されている。すなわち、統合プログラム生成装置50のセンサ接続状態入力部51は、データ解析装置10のセンサ接続部11から、接続されたセンサの個数および種類を入力する。一方、データ解析装置10の統合プログラム記憶部32は、統合プログラム生成装置50の統合プログラム出力部56から出力された統合プログラムを保持する。
The
なお、データ解析装置10および統合プログラム生成装置50は同一のサイトに設置されている必要はなく、ネットワークを介して接続されていれば、互いに遠隔地に設けられていてもよい。
Note that the
(実施形態4)
第4の実施形態に係るデータ解析装置について、図面を参照して説明する。本実施形態のデータ解析装置は、専用HW(hardware、ハードウェア)によって実現しうる。
(Embodiment 4)
A data analysis apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. The data analysis apparatus according to the present embodiment can be realized by a dedicated HW (hardware, hardware).
図4は、本実施形態のデータ解析装置の構成を一例として示すブロック図である。図4を参照すると、データ解析装置は、センサ接続部11、制御部15、AD変換部16、シリアル・パラレル変換部20、セレクタ部23、演算部26、および、統合プログラム記憶部32を備えている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the data analysis apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 4, the data analysis apparatus includes a sensor connection unit 11, a
センサ接続部11は、接続コネクタ12−1〜12−nを有し、接続コネクタ12−i(i=1〜n)はセンサ90−iに接続される。 The sensor connection unit 11 includes connection connectors 12-1 to 12-n, and the connection connectors 12-i (i = 1 to n) are connected to the sensor 90-i.
AD変換部16は、アンプ17−1〜17−nおよびA/D変換回路18−1〜18−nを有する。アンプ17−i(i=1〜n)は、接続コネクタを経由してセンサ90−iから受けたアナログデータを増幅してA/D変換回路18−iに出力する。
The
シリアル・パラレル変換部20は、シフトレジスタ21−1i〜21−mi(i=1〜n)を有する。シフトレジスタの各段の出力は、セレクタ部23へと出力される。シフトレジスタの動作周波数は、クロック分周回路により、マスタクロック信号を分周して決定する。
The serial /
セレクタ部23は、セレクタ25−1〜25−mを有する。セレクタ25−j(j=1〜m)は、シフトレジスタの第j段目のレジスタ(ないしシフト回路)21−ji(i=1〜n)から出力されたデータを入力とし、いずれか1つを選択して演算部26へ出力する。すなわち、各セレクタは、センサデータの同一シフト段数のデータを接続されたセンサの数だけ入力し、その中の1つを選択して、演算部に出力する。セレクタ25−1〜25−mのセレクトパターン(選択パターン)は、必要に応じて、各クロックサイクルごとに演算部26から指定される。セレクタ部の動作周波数は、演算部の動作周波数と同一とする。
The
演算部26は、m個の、独立に動作する演算器27−jとその遷移制御回路28−jの組(演算ブロック35−jという。)を備える。遷移制御回路28−j(j=1〜m)は、必要に応じて各クロックサイクル毎に、演算器27−jの動作内容を指定するとともに、セレクタ部23に選択パターンを指定する。独立に動作する演算ブロック35−jごとに動作周波数を設定することができる。演算ブロック間は、同一の動作周波数である場合にはワイヤによって結線され、異なる動作周波数である場合にはFIFO等で接続される。演算部26は、一例として、再構成可能論理回路(ないしプログラマブルハードウェア)等によって実現することができる。
The
図5は、本実施形態のデータ解析装置の第1の動作例について説明するための図である。図5を参照すると、2つのセンサのデータが、2つの演算ブロック35−1、35−2を用いて処理される。 FIG. 5 is a diagram for explaining a first operation example of the data analysis apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 5, data from two sensors is processed using two calculation blocks 35-1 and 35-2.
セレクタ25−1は、2段のシフトレジスタのうちの1段目のレジスタ21−11、21−12からデータを受け、1つ目のセンサ90−1からのデータを選択して、1つ目の演算器27−1へ出力する。一方、セレクタ25−2は、2段のシフトレジスタのうちの2段目のレジスタ21−21、21−22からデータを受け、2つ目のセンサ90−2からのデータを選択して、2つ目の演算器27−2へ出力する。すなわち、図5において、演算ブロック35−1は1つ目のセンサ90−1からのデータを処理し、演算部ロック35−2は2つ目のセンサ90−2からのデータを処理するように、セレクタ部23のセレクトパターンが設定されている。また、図5において、演算ブロック35−1、35−2の動作周波数は、AD変換部16におけるサンプリング周波数と同一である。
The selector 25-1 receives data from the first-stage registers 21-11, 21-12 of the two-stage shift registers, selects the data from the first sensor 90-1, and selects the first one. To the computing unit 27-1. On the other hand, the selector 25-2 receives data from the second-stage registers 21-21 and 21-22 of the two-stage shift registers, selects the data from the second sensor 90-2, and selects 2 Output to the first computing unit 27-2. That is, in FIG. 5, the calculation block 35-1 processes data from the first sensor 90-1, and the calculation unit lock 35-2 processes data from the second sensor 90-2. The select pattern of the
図5に示したように、本実施形態のデータ解析装置によると、データ量が多い(または、サンプリングレートが高い)複数のセンサからのデータを扱う場合には、個々のセンサからのデータを個々の演算ブロックに入力することができ、データの量が増大した場合においても、演算部26において演算能力が不足することを防ぐことができる。
As shown in FIG. 5, according to the data analysis apparatus of the present embodiment, when data from a plurality of sensors having a large amount of data (or a high sampling rate) is handled, the data from each sensor is individually processed. Even when the amount of data increases, it is possible to prevent the
図6は、本実施形態のデータ解析装置の第2の動作例について説明するための図である。図6を参照すると、本動作例においては、2つのセンサ90−1、90−2からのデータを多重化して、1つの演算ブロックで処理する。 FIG. 6 is a diagram for explaining a second operation example of the data analysis apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 6, in this operation example, data from two sensors 90-1 and 90-2 are multiplexed and processed by one calculation block.
セレクタ25−1は、1段のシフトレジスタのレジスタ21−11、21−12からデータを受け、一方のセンサからのデータを選択して、演算器27−1へ出力する。クロックサイクル毎に遷移制御部28−1からセレクタ25−1へ選択パターンが入力され、2つのセンサからのデータがクロックサイクル毎に切り替えられて、演算器27−1へ入力される。 The selector 25-1 receives data from the registers 21-11 and 21-12 of the one-stage shift register, selects data from one sensor, and outputs it to the computing unit 27-1. A selection pattern is input from the transition control unit 28-1 to the selector 25-1 every clock cycle, and data from the two sensors is switched every clock cycle and input to the computing unit 27-1.
演算器27−1は、例えば、奇数クロックサイクルではセンサ90−1からのデータを処理し、偶数クロックサイクルではセンサ90−2からのデータを処理する。 For example, the arithmetic unit 27-1 processes data from the sensor 90-1 in an odd clock cycle, and processes data from the sensor 90-2 in an even clock cycle.
本動作例では、演算ブロックの動作周波数は、AD変換部16におけるサンプリング周波数の2倍となる。
In this operation example, the operation frequency of the calculation block is twice the sampling frequency in the
図6に示したように、本実施形態のデータ解析装置によると、データ量が少ない(またはサンプリングレートが低い)複数のセンサからのデータを扱う場合には、シリアル・パラレル変換部20およびセレクタ部23によって、パラレル・シリアル変換を行うことで、少ない演算ブロックでデータ解析を行うことができる。したがって、本実施形態のデータ解析装置によると、演算部26における演算器その他のリソースを有効に利用することができる。また、これによって、少ない消費電力でセンサからのデータを解析することが可能となる。
As shown in FIG. 6, according to the data analysis apparatus of the present embodiment, when handling data from a plurality of sensors having a small data amount (or a low sampling rate), the serial /
図7は、本実施形態のデータ解析装置の第3の動作例について説明するための図である。図7を参照すると、本動作例においては、1つのセンサ90−1からのデータを2つの演算ブロック35−1、35−2で並列に処理する。 FIG. 7 is a diagram for explaining a third operation example of the data analysis apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 7, in this operation example, data from one sensor 90-1 is processed in parallel by two calculation blocks 35-1 and 35-2.
セレクタ25−1は、2段のシフトレジスタ21−11、21−22のうちの1段目のレジスタ21−11からデータを受け、演算器27−1へ出力する。一方、セレクタ25−1は、2段のシフトレジスタ21−11、21−22のうちの2段目のレジスタ21−21からデータを受け、演算器27−2へ出力する。すなわち、演算ブロック35−1は1段目の出力を処理し、演算ブロック35−2は2段目の出力を処理するように、セレクタ部23を設定する。
The selector 25-1 receives data from the first-stage register 21-11 of the two-stage shift registers 21-11 and 21-22 and outputs the data to the arithmetic unit 27-1. On the other hand, the selector 25-1 receives data from the second-stage register 21-21 of the two-stage shift registers 21-11 and 21-22, and outputs the data to the computing unit 27-2. That is, the
演算部26において、例えば、演算ブロック35−1は奇数番目のサンプリングデータを処理し、演算ブロック35−2は偶数番目のサンプリングデータを処理するようにしてもよい。
In the
演算ブロック35−1、35−2は、同時に2個のサンプリングデータを処理するため、演算ブロック35−1、35−2の動作周波数は、AD変換部16におけるサンプリング周波数の半分となる。
Since the operation blocks 35-1 and 35-2 process two pieces of sampling data at the same time, the operation frequency of the operation blocks 35-1 and 35-2 is half the sampling frequency in the
図7に示したように、本実施形態のデータ解析装置によると、シリアル・パラレル変換部20により、シリアル・パラレル変換を行うことで、データの並列処理が可能となる。これにより、演算ブロックの動作周波数を低減することが可能となる。データ量が増大し、単一の演算ブロックで1つのセンサから出力されたデータを処理できなくなった場合にも、本実施形態のデータ解析装置によると、複数の演算ブロックを用いてデータを処理することができる。
As shown in FIG. 7, according to the data analysis apparatus of the present embodiment, parallel processing of data can be performed by performing serial / parallel conversion by the serial /
本実施形態のデータ解析装置によると、次のような効果がもたらされる。すなわち、演算ブロックがプログラマブルであるため、センサから出力されたデータに対する処理内容および処理性能(並列処理数、動作周波数)を、センサの個数および種類に応じて変更することができる。 According to the data analysis apparatus of this embodiment, the following effects are brought about. That is, since the arithmetic block is programmable, the processing content and processing performance (number of parallel processes, operating frequency) for data output from the sensor can be changed according to the number and type of sensors.
実際、データ量が多い(サンプリングレートが高い)複数のセンサデータを扱う場合には、個々のセンサデータを個々の演算ブロックに入力することが可能なため、データ量の増大により演算能力が不足することを防ぐことができる(図5)。 In fact, when handling multiple sensor data with a large amount of data (high sampling rate), it is possible to input individual sensor data to individual computation blocks. This can be prevented (FIG. 5).
また、データ量が少ない(サンプリングレートが低い)複数のセンサからのデータを扱う場合には、パラレル・シリアル変換(セレクタ部によるデータ多重化)を行うことで、センサの個数よりも少ない個数の演算ブロックを用いてデータ解析を行うことができる(図6)。 In addition, when handling data from multiple sensors with a small amount of data (low sampling rate), parallel / serial conversion (data multiplexing by the selector unit) can be used to perform operations less than the number of sensors. Data analysis can be performed using blocks (FIG. 6).
さらに、データ量増大によって1つの演算ブロックで1つのセンサデータを処理できなくなった場合には、シリアル・パラレル変換を行うことで、データの並列処理が可能となる(図7)。また、データ量が同じであっても、演算ブロックに余裕がある場合には、シリアル・パラレル変換を行うことで、データの並列処理が可能となり、演算ブロックの動作周波数を低減することができる(図7)。 Further, when one sensor block cannot be processed by one calculation block due to an increase in data amount, parallel processing of data can be performed by performing serial / parallel conversion (FIG. 7). In addition, even if the data amount is the same, if there is room in the operation block, serial / parallel conversion can be performed to perform parallel processing of data, and the operation frequency of the operation block can be reduced ( FIG. 7).
(実施形態5)
第5の実施形態に係るデータ解析装置について、図面を参照して説明する。本実施形態では、データ解析装置を専用ハードウェア(HW)を用いて実現する。
(Embodiment 5)
A data analysis apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the data analysis apparatus is realized using dedicated hardware (HW).
図8は、本実施形態のデータ解析装置の構成を一例として示すブロック図である。図8を参照すると、データ解析装置は、センサ接続部11、制御部15、AD変換部16、シリアル・パラレル変換部20、セレクタ部23、演算部26、統合プログラム記憶部32、および、FIFO部38−1〜38−mを備えている。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the data analysis apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 8, the data analysis apparatus includes a sensor connection unit 11, a
本実施形態では、セレクタ部23と演算部26との間を、FIFO等のバッファで接続している。
In this embodiment, the
また、セレクタ部36に、各セレクタの選択パターンを指定するセレクタ制御回路36が追加されている。 In addition, a selector control circuit 36 for specifying a selection pattern of each selector is added to the selector unit 36.
本実施形態のデータ解析装置によると、第4の実施形態のデータ解析装置と異なり、セレクタ部23の動作周波数と演算部26の動作周波数を整数比以外に設定することができる。これにより、演算部26のプログラム(並列度、動作周波数、等)をより柔軟に設定することが可能になり、高スループットや低消費電力向けの構成を実現することができる。
According to the data analysis apparatus of the present embodiment, unlike the data analysis apparatus of the fourth embodiment, the operation frequency of the
(実施形態6)
第6の実施形態に係るデータ解析装置について、図面を参照して説明する。本実施形態では、データ解析装置の演算部および制御部16を汎用のハードウェア(HW)を用いて構成する。
(Embodiment 6)
A data analysis apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the calculation unit and the
図9は、本実施形態のデータ解析装置の構成を一例として示すブロック図である。図9を参照すると、データ解析装置は、センサ接続部11、制御部15、AD変換部16、シリアル・パラレル変換部20、セレクタ部23、演算部26、統合プログラム記憶部32、バッファ部40−1〜40−m、および、バスI/F部41−1〜41−mを備えている。
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the data analysis apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 9, the data analysis apparatus includes a sensor connection unit 11, a
第5の実施形態のデータ解析装置によると、上述のとおり、セレクタ部23と演算部26との分離が可能となる。本実施形態では、さらに、汎用バスを採用することにより、セレクタ部23と演算部26とを分離する。
According to the data analysis apparatus of the fifth embodiment, as described above, the
また、CPU42に、演算部26および装置全体の制御部15を実装する。CPU42は複数のコアを有していてもよい。この場合には、CPU42は、複数の演算ブロックとして動作しうる。
Further, the
(実施形態7)
第7の実施形態に係るデータ解析装置について、図面を参照して説明する。本実施形態のデータ解析装置によると、センサ接続数を拡張することができる。
(Embodiment 7)
A data analysis apparatus according to the seventh embodiment will be described with reference to the drawings. According to the data analysis apparatus of this embodiment, the number of sensor connections can be expanded.
図10は、本実施形態のデータ解析の構成を一例として示すブロック図である。図10を参照すると、データ解析装置は、AD変換部16a、16b、シリアル・パラレル変換部20a、20b、セレクタ部23a、23b、および、演算部26を備えている。
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the data analysis configuration of the present embodiment. Referring to FIG. 10, the data analysis apparatus includes AD conversion units 16a and 16b, serial / parallel conversion units 20a and 20b, selector units 23a and 23b, and a
本実施形態では、セレクタ部23bのセレクタ25b−1〜25b−mのそれぞれに、外部入力のポート設ける。すなわち、セレクタ25b−j(j=1〜m)の外部入力ポートへ、別のセンサ接続部から入力したセンサデータをセレクタ25−jによって選択したセレクト結果を入力する。
In the present embodiment, an external input port is provided for each of the
本実施形態のデータ解析装置によると、データ解析装置に接続しうるセンサの個数を増やすことができる。なお、本実施形態では、一例として、接続しうるセンサの個数を2倍に増やす構成について説明したが、同様の拡張により、接続しうるセンサの個数を任意の倍数に増やすことができる。 According to the data analysis apparatus of this embodiment, the number of sensors that can be connected to the data analysis apparatus can be increased. In the present embodiment, as an example, a configuration has been described in which the number of sensors that can be connected is increased by a factor of two. However, the number of sensors that can be connected can be increased to an arbitrary multiple by a similar extension.
(実施形態8)
第8の実施形態に係るデータ解析装置について、図面を参照して説明する。本実施形態のデータ解析装置によると、演算ブロック数を拡張することができる。
(Embodiment 8)
A data analysis apparatus according to the eighth embodiment will be described with reference to the drawings. According to the data analysis apparatus of this embodiment, the number of operation blocks can be expanded.
図11は、本実施形態のデータ解析の構成を一例として示すブロック図である。図11を参照すると、データ解析装置は、AD変換部16、シリアル・パラレル変換部20a、20b、セレクタ部23a、23b、および、演算部26a、26bを備えている。
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a data analysis configuration according to this embodiment. Referring to FIG. 11, the data analyzing apparatus includes an
本実施形態では、シリアル・パラレル変換部20a、20bのシフトレジスタの最後の段に外部出力ポートを設け、最初の段に外部入力ポートを設ける。また、必要に応じて、演算部26a、26bの最後の段の演算ブロックに外部出力ポートを設け、最初の段の演算ブロックに外部入力ポートを設ける。さらに、これらの入出力ポートを相互に接続する。
In this embodiment, an external output port is provided in the last stage of the shift register of the serial / parallel converters 20a and 20b, and an external input port is provided in the first stage. Further, if necessary, an external output port is provided in the last calculation block of the
本実施形態のデータ解析装置によると、演算ブロックの個数を拡張することができる。なお、本実施形態では、一例として、演算ブロックの個数を2倍に増やす構成について説明したが、同様の拡張により、演算ブロックの個数を任意の倍数に増やすことができる。 According to the data analysis apparatus of this embodiment, the number of calculation blocks can be expanded. In the present embodiment, as an example, the configuration in which the number of arithmetic blocks is doubled has been described. However, the number of arithmetic blocks can be increased to an arbitrary multiple by a similar extension.
(実施形態9)
第9の実施形態に係る統合プログラム生成装置について、図面を参照して説明する。本実施形態の統合プログラム生成装置は、汎用ハードウェア(HW)を用いて実現しうる。
(Embodiment 9)
An integrated program generation device according to a ninth embodiment will be described with reference to the drawings. The integrated program generation apparatus of this embodiment can be realized using general-purpose hardware (HW).
図12は、本実施形態の統合プログラム生成装置を実現する汎用コンピュータの構成を一例として示すブロック図である。図12を参照すると、汎用コンピュータは、処理装置70、入力装置83、および、出力装置85を備えている。処理装置70は、さらに、CPU71、主記憶装置72、記憶媒体73、データ蓄積装置75、メモリ制御インタフェース部76〜78、I/Oインタフェース部80、81、およびバス82を備えている。
FIG. 12 is a block diagram illustrating, as an example, the configuration of a general-purpose computer that implements the integrated program generation apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 12, the general-purpose computer includes a processing device 70, an input device 83, and an output device 85. The processing device 70 further includes a CPU 71, a main storage device 72, a
主記憶装置72、記憶媒体73、データ蓄積装置75は、それぞれ、メモリ制御インタフェース部76〜78を介してバス82に接続されている。また、入力装置83および出力装置85は、それぞれ、I/Oインタフェース部80、81を介して、バス82に接続されている。
The main storage device 72, the
図2におけるセンサ接続状態入力部51、データ解析装置仕様入力部52、および、プログラム入力部53は、それぞれ、キーボード、マウス等の入力装置83、または、磁気ディスク、CD−ROM等の記憶媒体から、接続されたセンサの個数および種類、データ解析装置の仕様、および、センサ個別プログラムを入力する。入力したデータ解析装置仕様およびセンサ個別プログラムは、データ蓄積装置75に保持する。
The sensor connection state input unit 51, the data analysis device
図2における統合プログラム生成部55は、CPU71で実行するプログラムとして実装される。このプログラムは、入力装置83または記憶媒体73から入力され、データ蓄積装置75に保持する。このプログラムをCPU71で実行する場合には、メモリ等の高速な主記憶装置72に読み出して処理する。処理結果は、データ蓄積装置75に保持する。
The integrated
図2における統合プログラム出力部56は、出力装置85または記憶媒体73に対するメモリ制御インタフェース部77として実装する。
The integrated
図13(a)〜(d)は、センサを追加した場合における、本実施形態の統合プログラム生成装置の動作を一例として示す。 FIGS. 13A to 13D show an example of the operation of the integrated program generation apparatus according to the present embodiment when a sensor is added.
例えば、以下のような時系列でセンサの組み合わせが変更された場合には、統合プログラム生成装置は、変更内容に応じて、使用する演算器(図13ではPEアレイ(プロセッサエレメントアレイ)と表記する)数、動作周波数、面積(PE数)を決定し、統合プログラムを生成する。 For example, when the combination of sensors is changed in the following time series, the integrated program generation device describes a computing unit (PE array (processor element array) in FIG. 13) to be used according to the changed contents. ) Determine the number, operating frequency, and area (number of PEs), and generate an integrated program.
図13(a)を参照すると、センサA(90−1)から出力されたデータは、セレクタ25−1によって演算ブロック35−1のPEアレイに出力されている。一方、センサB(90−2)から出力されたデータは、セレクタ25−2によって演算ブロック35−2のPEアレイに出力されている。このとき、各センサのデータのサンプリングレートと、各PEアレイの動作周波数とは同一である。 Referring to FIG. 13A, the data output from the sensor A (90-1) is output to the PE array of the calculation block 35-1 by the selector 25-1. On the other hand, the data output from the sensor B (90-2) is output to the PE array of the calculation block 35-2 by the selector 25-2. At this time, the sampling rate of the data of each sensor and the operating frequency of each PE array are the same.
図13(b)を参照すると、センサB(90−2)から出力されたデータは、演算ブロック35−2、35−3における2つのPEアレイで並列に処理される。このとき、演算ブロック35−2、35−3におけるPEアレイの動作周波数は半分に下げる。 Referring to FIG. 13B, the data output from the sensor B (90-2) is processed in parallel by the two PE arrays in the operation blocks 35-2 and 35-3. At this time, the operating frequency of the PE array in the operation blocks 35-2 and 35-3 is lowered by half.
図13(c)を参照すると、センサA(90−1)の処理速度(動作周波数)を2倍にして、半分の数のPEアレイで処理する(省面積化)例が記載されている。 Referring to FIG. 13C, there is described an example in which the processing speed (operating frequency) of sensor A (90-1) is doubled and processing is performed with half the number of PE arrays (area saving).
また、図13(d)を参照すると、センサC(90−3)が追加(サンプリングレートは3倍とする。)された場合が示されている。このとき、2個のPEアレイを用いて、センサB(90−2)およびセンサC(90−3)から出力されたデータを並列に処理することで、演算ブロック35−2、35−3におけるPEアレイの動作周波数は高々2倍にすることで、データの処理が可能となる。したがって、本実施形態の統合プログラム生成装置によると、複数の異なるサンプリングレートのセンサが接続された場合においても、複数のPEアレイに適切にデータを割り当てるとともに、これらのPEアレイの動作周波数を適切に決定することで、センサからのデータを処理することが可能となる。 FIG. 13D shows a case where the sensor C (90-3) is added (the sampling rate is tripled). At this time, the data output from the sensor B (90-2) and the sensor C (90-3) are processed in parallel using two PE arrays, so that the calculation blocks 35-2 and 35-3 Data processing is possible by doubling the operating frequency of the PE array at most. Therefore, according to the integrated program generation device of the present embodiment, even when a plurality of sensors having different sampling rates are connected, data is appropriately allocated to a plurality of PE arrays, and the operating frequencies of these PE arrays are appropriately set. By determining, data from the sensor can be processed.
(実施形態10)
第10の実施形態に係るデータ解析システムについて説明する。本実施形態のデータ解析システムは、第4ないし第8の実施形態に係るデータ解析装置と、第9の実施形態に係る統合プログラム生成装置とを組み合わせることによって実現される。
(Embodiment 10)
A data analysis system according to the tenth embodiment will be described. The data analysis system of this embodiment is realized by combining the data analysis apparatus according to the fourth to eighth embodiments and the integrated program generation apparatus according to the ninth embodiment.
本実施形態のデータ解析システムを、第4、第5、第7および第8の実施形態に係るデータ解析装置と、第9の実施形態に係る統合プログラム生成装置とを組み合わせることで実現する場合には、データ解析装置を専用のHW(hardware、ハードウェア)によって実現し、統合プログラム生成装置を汎用のHWによって実現することができる。 When realizing the data analysis system of the present embodiment by combining the data analysis apparatus according to the fourth, fifth, seventh and eighth embodiments and the integrated program generation apparatus according to the ninth embodiment The data analysis device can be realized by a dedicated HW (hardware, hardware), and the integrated program generation device can be realized by a general-purpose HW.
一方、本実施形態のデータ解析システムを、第6の実施形態に係るデータ解析装置と、第9の実施形態に係る統合プログラム生成装置とを組み合わせることで実現する場合には、データ解析装置の一部(例えば、センサ接続部11、AD変換部16、シリアル・パラレル変換部20、セレクタ部23)を専用のHWによって実現し、データ解析装置の残部(例えば、制御部15、演算部26)および統合プログラム生成装置を汎用のHWによって実現することができる。
On the other hand, when the data analysis system according to the present embodiment is realized by combining the data analysis apparatus according to the sixth embodiment and the integrated program generation apparatus according to the ninth embodiment, The units (for example, the sensor connection unit 11, the
(実施形態11)
第11の実施形態に係るデータ解析装置について説明する。図1を参照すると本実施形態では、センサ90−1〜90−nの制御を演算部26から行う。具体的には、一定期間に亘ってセンサ90−i(i=1〜n)から出力されたデータに変化がない場合には、センサ90−iをスリープモードに移行させ、一定時間後にスリープモードから復帰させる。また、データ解析に必要なサンプリングレートを動的に計算して設定(適応制御)するようにしてもよい。
(Embodiment 11)
A data analysis apparatus according to the eleventh embodiment will be described. Referring to FIG. 1, in this embodiment, the sensors 90-1 to 90-n are controlled from the
本実施形態のデータ解析装置によると、センサおよびデータ解析装置における消費電力を削減することができる。 According to the data analysis apparatus of this embodiment, power consumption in the sensor and the data analysis apparatus can be reduced.
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the above patent documents are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
10 データ解析装置
11 センサ接続部
12−1〜12−n 接続コネクタ
13 センサ接続状態入力部
15 制御部
16、16a、16b AD変換部
17−1、…、17−n アンプ
17a−1、…、17a−n アンプ
17−1b、…、17b−n アンプ
18−1、…、18−n A/D変換回路
18a−1、…、18a−n A/D変換回路
18b−1、…、18b−n A/D変換回路
20、20a、20b シリアル・パラレル変換部
21−11〜21−m1、…、21−1n〜21−mn シフトレジスタ
21−11、…、21−mn シフトレジスタの各段
21a−11〜21a−m1、…、21a−1n〜21a−mn シフトレジスタ
21a−11、…、21a−mn シフトレジスタの各段
21b−11〜21b−m1、…、21b−1n〜21b−mn シフトレジスタ
21b−11、…、21b−mn シフトレジスタの各段
22−1、…、22−n クロック分周器
22a−1、…、22a−n クロック分周器
22b−1、…、22b−n クロック分周器
23、23a、23b セレクタ部
25−1、…、25−m セレクタ
25a−1、…、25a−m セレクタ
25b−1、…、25b−m セレクタ
26、26a、26b 演算部
27−1、…、27−m 演算器
28−1、…、28−m 遷移制御部
30−1、…、30−m クロック分周器
31 外部I/F部
32 統合プログラム記憶部
33 統合プログラム入力部
35−1、…、35−m 演算ブロック
35a−1、…、35a−m 演算ブロック
35b−1、…、35b−m 演算ブロック
36 セレクタ制御回路
37 クロック分周器
38−1、…、38−m FIFO部
40−1、…、40−m バッファ
41−1、…、41−(m+1) バスI/F部
42 CPU
43 バスI/F部
45 記憶装置
50 統合プログラム生成装置
51 センサ接続状態入力部
52 データ解析装置仕様入力部
53 プログラム入力部
55 統合プログラム生成部
56 統合プログラム出力部
60 データ解析システム
70 処理装置
71 CPU
72 主記憶装置
73 記憶媒体
75 データ蓄積装置
76、77、78 メモリ制御インタフェース部
80、81 I/Oインタフェース部
82 バス
83 入力装置
85 出力装置
90−1〜90−n センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Data analyzer 11 Sensor connection part 12-1-12-n Connection connector 13 Sensor connection state input part 15 Control part 16, 16a, 16b AD conversion part 17-1, ..., 17-n Amplifier 17a-1, ..., 17a-n amplifier 17-1b, ..., 17b-n amplifier 18-1, ..., 18-n A / D conversion circuit 18a-1, ..., 18a-n A / D conversion circuit 18b-1, ..., 18b- n A / D converter circuits 20, 20a, 20b Serial / parallel converters 21-11 to 21-m1, ..., 21-1n to 21-mn Shift registers 21-11, ... 21-mn Each stage 21a of the shift register -11 to 21a-m1,..., 21a-1n to 21a-mn Shift registers 21a-11,..., 21a-mn Each stage 21b-11 to 21b-m1,. 21b-mn Shift register 21b-11, ..., 21b-mn Each stage 22-1 of the shift register, ... 22-n Clock divider 22a-1, ..., 22a-n Clock divider 22b-1, ..., 22b-n clock dividers 23, 23a, 23b selector sections 25-1, ..., 25-m selectors 25a-1, ..., 25a-m selectors 25b-1, ..., 25b-m selectors 26, 26a, 26b arithmetic units 27-1, ..., 27-m arithmetic units 28-1, ..., 28-m transition control units 30-1, ..., 30-m clock divider 31 external I / F unit 32 integrated program storage unit 33 Integrated program input unit 35-1,..., 35-m operation block 35a-1,..., 35a-m operation block 35b-1,..., 35b-m operation block 36 selector control circuit 37 , 38-m FIFO unit 40-1, ..., 40-m buffer 41-1, ..., 41- (m + 1) bus I / F unit 42 CPU
43 Bus I /
72
Claims (10)
前記センサ接続部から出力されたアナログデータをデジタルデータに変換するAD変換部と、
前記AD変換部から出力されたデジタルデータをシリアルデータからパラレルデータに変換するシリアル・パラレル変換部と、
前記シリアル・パラレル変換部から出力されたパラレルデータの中からデータを選択するセレクタ部と、
前記セレクタ部により選択されたデータを処理する演算部と、
前記センサ接続部により識別されたセンサの個数および種類に応じて、前記AD変換部、前記シリアル・パラレル変換部、前記セレクタ部および前記演算部のうちの少なくともいずれかを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記シリアル・パラレル変換部のデータ並列度を制御する、
ことを特徴とするデータ解析装置。
ていることを特徴とするデータ解析装置。 A sensor connection unit that outputs the analog data received from the connected sensors and identifies the number and type of the connected sensors;
An AD converter that converts analog data output from the sensor connector into digital data;
A serial / parallel converter that converts the digital data output from the AD converter from serial data to parallel data;
A selector unit for selecting data from the parallel data output from the serial-parallel converter;
An arithmetic unit that processes the data selected by the selector unit;
A control unit that controls at least one of the AD conversion unit, the serial / parallel conversion unit, the selector unit, and the calculation unit according to the number and type of sensors identified by the sensor connection unit; Prepared,
The control unit controls data parallelism of the serial-parallel conversion unit ;
A data analysis apparatus characterized by that.
A data analysis device characterized by that.
前記センサ接続部から出力されたアナログデータをデジタルデータに変換するAD変換部と、
前記AD変換部から出力されたデジタルデータをシリアルデータからパラレルデータに変換するシリアル・パラレル変換部と、
前記シリアル・パラレル変換部から出力されたパラレルデータの中からデータを選択するセレクタ部と、
前記セレクタ部により選択されたデータを処理する演算部と、
前記センサ接続部により識別されたセンサの個数および種類に応じて、前記AD変換部、前記シリアル・パラレル変換部、前記セレクタ部および前記演算部のうちの少なくともいずれかを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記セレクタ部によるデータのセレクトパターンを制御する、
ことを特徴とするデータ解析装置。 A sensor connection unit that outputs the analog data received from the connected sensors and identifies the number and type of the connected sensors;
An AD converter that converts analog data output from the sensor connector into digital data;
A serial / parallel converter that converts the digital data output from the AD converter from serial data to parallel data;
A selector unit for selecting data from the parallel data output from the serial-parallel converter;
An arithmetic unit that processes the data selected by the selector unit;
A control unit that controls at least one of the AD conversion unit, the serial / parallel conversion unit, the selector unit, and the calculation unit according to the number and type of sensors identified by the sensor connection unit; Prepared,
The control unit controls a select pattern of data by the selector unit ;
A data analysis apparatus characterized by that.
前記セレクタ部は、前記複数のシフトレジスタの段数に相当する個数のセレクタを備え、
前記複数のセレクタは、それぞれ、前記複数のシフトレジスタの各段から出力されたデータを受けることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のデータ解析装置。 The serial-parallel converter includes a number of shift registers corresponding to the maximum number of connections of the sensor,
The selector unit includes a number of selectors corresponding to the number of stages of the plurality of shift registers,
6. The data analysis apparatus according to claim 1 , wherein each of the plurality of selectors receives data output from each stage of the plurality of shift registers. 7.
前記制御部は、前記再構成可能論理回路の論理構成を制御することを特徴とする、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のデータ解析装置。 The arithmetic unit is a reconfigurable logic circuit,
The data analysis apparatus according to claim 1 , wherein the control unit controls a logical configuration of the reconfigurable logic circuit.
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