JP5990408B2 - 半導体装置のシミュレータ、シミュレーション方法及びシミュレーションプログラム - Google Patents

半導体装置のシミュレータ、シミュレーション方法及びシミュレーションプログラム Download PDF

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Description

本発明は、半導体装置のシミュレータ、シミュレーション方法及びシミュレーションプログラムに関し、例えば、アナログフロントエンド回路を含む半導体装置のシミュレータ、シミュレーション方法及びシミュレーションプログラムに好適に利用できるものである。
近年、使い勝手の向上やエコシステムの拡大、ヘルスケアの浸透、セキュリティの強化などから、民生、産業、医療を始めとした各種機器でセンサの搭載が進んでいる。その背景として、センサデバイスとしての使い勝手の向上や、センサを実現するのに不可欠なアナログ回路の低電圧・低電力化が進み、システムの小型化、コストの低減が可能になったことが挙げられる。センサには温度センサ、赤外線センサ、光センサ、衝撃センサなど様々な種類があり、これら動作原理に応じてセンサ信号を処理する回路を構成し特性設定を行うことが行なわれている。
このような機器では、マイクロコンピュータ等の制御装置が、センサの測定結果に応じた制御処理を行っている。センサから出力される測定信号は、そのままでは、マイクロコンピュータ等の制御装置では処理できないため、マイクロコンピュータに入力する前にアナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路によって一定レベルへ増幅したり、ノイズの除去等のアナログフロントエンド処理が行われている。このアナログフロントエンド処理は、センサの動作原理や特性に応じた設計が必要であり、またアナログ特有の設計ノウハウを要するため、目標とするセンサの動作原理や特性を絞込んだ上で、特定センサに向けて専用ＡＦＥ回路や専用ＩＣを開発することが行なわれてきた。
このようなＡＦＥ回路を設計するための設計支援ツールとして従来から回路シミュレータ（単にシミュレータとも称する）が利用されている。回路シミュレータには、単体のコンピュータ上でシミュレーションを実行するスタンドアロン型シミュレータと、オンラインのウェブサーバ（Ｗｅｂサーバ）上でシミュレーションを実行するウェブサーバ型シミュレータ（ウェブシミュレータと称する）が普及している。例えば、従来のウェブシミュレータとして、非特許文献１の"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"が知られている。
"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"は、センサ用のＡＦＥ回路を含む半導体装置のウェブシミュレータである。"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"では、ＡＦＥ回路に接続されるセンサをユーザが選択し、センサにより検出される物理量をユーザが設定して、シミュレーションを行うことができる。"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"では、シミュレーション結果を参考にして、ユーザがＡＦＥ回路内のアンプのゲインを調整することができる。
なお、アナログ回路のシミュレーションを行う従来のシミュレータとして、特許文献１も知られている。
テキサス・インスツルメンツ、"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"、［online］、［平成24年5月29日検索］、インターネット〈URL：http://www.tij.co.jp/tihome/jp/docs/homepage.tsp〉
特開２００４−１４５４１０号公報
上記非特許文献１の"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"では、ユーザがセンサを選択するとセンサにバイアス信号を供給するバイアス回路が一意に決定し、選択したセンサ、一意に決定したバイアス回路及びＡＦＥ回路を含めてシミュレーションが行われる。また、"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"では、ユーザがＡＦＥ回路のパラメータとしてゲインのみ変更可能である。
ところで、センサのバイアス回路は、ユーザの使用環境等によって様々な回路構成となり得る。例えば、室内で使用する照明センサの場合と、室外で使用する照明センサの場合とでは、異なるバイアス回路を使用する必要がある。また、バイアス回路が異なると、ＡＦＥ回路内のアンプの回路構成や特性なども変える必要がある。
しかしながら、"ＷＥＢＥＮＣＨ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ"のような従来のシミュレータでは、選択したセンサに対してバイアス回路の構成が一意に固定で決定してしまうため、ユーザの使用環境等に適した回路構成でシミュレーションを行うことができない。したがって、従来のシミュレータではシミュレーションを効果的に行うことができないという問題があった。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態によれば、半導体装置のシミュレータは、回路構成が変更可能なアナログフロントエンド回路を含む半導体装置のシミュレータである。このシミュレータは、バイアス回路情報記憶部と、センサ選択部と、バイアス回路表示部と、バイアス回路選択部と、回路構成設定部と、シミュレーション実行部とを有する。バイアス回路情報記憶部は、センサと当該センサにバイアス信号を供給する複数のバイアス回路とを関連付けて記憶する。センサ選択部は、アナログフロントエンド回路に接続するセンサを選択する。バイアス回路表示部は、バイアス回路情報記憶部を参照して、選択されたセンサに対応する複数のバイアス回路を表示する。バイアス回路選択部は、表示した複数のバイアス回路の中からユーザの操作に従い、選択されたセンサに接続するバイアス回路を選択する。回路構成設定部は、選択されたセンサ及びバイアス回路に接続するアナログフロントエンド回路の回路構成を設定する。シミュレーション実行部は、選択されたセンサ及びバイアス回路と設定された回路構成のアナログフロントエンド回路とを接続した接続回路のシミュレーションを実行する。
前記一実施の形態によれば、センサ及びアナログフロントエンド回路のシミュレーションを効果的に行うことができる。
実施の形態に係るセンサシステムの構成図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路ブロック図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の接続関係を示す図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の接続例を示す図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の接続例を示す図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の接続例を示す図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の接続例を示す図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の構成変更例を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の構成変更例を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の構成変更例を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の構成変更例を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の構成変更例を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の構成変更例を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路ブロック図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の接続関係を示す図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路ブロック図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路の接続関係を示す図である。 実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す回路図である。 実施の形態に係るシミュレーションシステムの構成図である。 実施の形態に係るシミュレーションシステムを構成する装置のハードウェア構成図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータの機能ブロック図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータの機能ブロック図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータの機能ブロック図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を示すフローチャートである。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を示すフローチャートである。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を示すフローチャートである。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を説明するための回路図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を説明するための回路図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を示すフローチャートである。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を示すフローチャートである。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を示すフローチャートである。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を示すフローチャートである。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法を説明するための入出力波形図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係るウェブシミュレータのシミュレーション方法で用いる表示画面の表示イメージ図である。 実施の形態に係る半導体装置の設定システムの構成図である。 実施の形態に係る半導体装置の設定方法を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。本実施の形態では、回路構成及び回路特性を変更可能な半導体装置に対し最適な設定を行うため、半導体装置と同じ回路についてシミュレーションを行う。
本実施の形態に係るシミュレータの理解を助けるため、まず、シミュレーション対象の回路を含む半導体装置について説明する。図１は、本実施形態に係る半導体装置を含むセンサシステムの構成を示している。
図１に示すように、このセンサシステムは、センサ２と、センサに接続された半導体装置１とを備えている。
センサ２には、検出結果に応じた電流を出力する電流出力型センサや、検出結果に応じた電圧を出力する電圧出力型センサ、検出結果に応じて微弱な差動信号出力するセンサなど様々なセンサを利用することが可能である。
半導体装置１は、ＭＣＵ部２００とＡＦＥ部１００とを有している。例えば、半導体装置１は、ＭＣＵ部２００の半導体チップと、ＡＦＥ部１００の半導体チップとを１つの半導体装置に搭載したＳｏＣ（System-on-a-chip）である。なお、ＭＣＵ部２００とＡＦＥ部１００とを含む１チップの半導体装置としてもよい。また、ＭＣＵ部２００のみを含む半導体装置と、ＡＦＥ部１００のみを含む半導体装置としてもよい。後述のシミュレータでは、センサ２と半導体装置１内のＡＦＥ部１００がシミュレーションの対象となる。以下、ＡＦＥ部１００及びＭＣＵ部２００を含む装置を半導体装置１と称する場合もあり、ＡＦＥ部１００のみ含む装置を半導体装置１と称する場合もある。
ＭＣＵ部（制御部）２００は、ＡＦＥ部１００を介して入力されるセンサ２の測定信号（検出信号）をＡ／Ｄ変換し、検出結果に応じた制御処理を行うマイクロコントローラである。また、ＭＣＵ部２００は、ＡＦＥ部１００の構成及び特性を設定変更するための制御信号をＡＦＥ部１００へ出力する。
ＡＦＥ部（アナログ入力部）１００は、センサ２が出力する測定信号に対し、増幅やフィルタリング等のアナログフロントエンド処理を行い、ＭＣＵ部２００で処理可能な信号とするアナログ回路である。また、ＡＦＥ部１００は、図１に示すように、トポロジ（回路構成）が変更可能であり、さらに、パラメータ（回路特性）も変更可能である。
図１の例のように、オペアンプ回路の構成から、Ｉ／Ｖアンプ、減算（差動）アンプ、加算アンプ、反転アンプ、非反転アンプ、計装アンプの構成に変更できる。また、非反転アンプのパラメータ例のように、動作点の変更、利得（ゲイン）の変更、オフセット調整を行うことができる。
本実施の形態に係る半導体装置１は、ＡＦＥ部１００の内部回路の構成により、各用途に適した複数の種類（ＴＹＰＥ）の半導体装置を構成することができる。図２〜図２０を用いて、汎用システム向けであるＴＹＰＥ０の半導体装置１について説明し、図２１〜図２２を用いて、一般計測器向けであるＴＹＰＥ１の半導体装置１について説明し、図２３〜図２５を用いて、モータ制御向けであるＴＹＰＥ２の半導体装置１について説明する。なお、ＴＹＰＥ０〜２のいずれかを単に半導体装置１と称する場合もある。
図２は、ＴＹＰＥ０の半導体装置１の回路ブロックを示している。図２に示すように、ＭＣＵ部２００は、ＣＰＵコア２１０、メモリ２２０、オシレータ２３０、タイマ２４０、入出力ポート２５０、Ａ／Ｄコンバータ２６０、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インタフェース２７０を備えている。なお、ＭＣＵ部２００は、マイクロコントローラの機能を実現するためのその他の回路、例えば、ＤＭＡや各種演算回路等を備えている。
ＣＰＵコア２１０は、メモリ２２０に格納されたプログラムを実行しプログラムに従った制御処理を行う。メモリ２２０は、ＣＰＵコア２１０で実行するプログラムや各種データを格納する。オシレータ２３０は、ＭＣＵ部２００の動作クロックを生成し、また、必要に応じてＡＦＥ部１００へクロックを供給する。タイマ２４０は、ＭＣＵ部２００の制御動作に利用される。
入出力ポート２５０は、半導体装置１の外部の装置とデータ等の入出力を行うためのインタフェースであり、例えば、後述のように外部のコンピュータ装置等と接続可能である。
Ａ／Ｄコンバータ２６０は、ＡＦＥ部１００を介して入力されるセンサ２の測定信号をＡ／Ｄ変換する。また、Ａ／Ｄコンバータ２６０の電源は、ＡＦＥ部１００から供給されている。
ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インタフェース２７０は、ＡＦＥ部１００とデータ等の入出力を行うためのインタフェースである。なお、ＳＰＩインタフェース２７０は、汎用的なシリアルインタフェースであり、ＳＰＩに対応していれば、他のマイクロコントローラ／マイクロコンピュータであっても、ＡＦＥ部１００と接続することができる。
図２のＴＹＰＥ０の半導体装置１は、汎用的な用途に対応可能な構成となっている。具体的には、様々な種類や特性のセンサを接続できるように、センサ用ＡＦＥ回路一式を搭載している。すなわち、ＡＦＥ部１００は、コンフィギュラブル・アンプ１１０、同期検波対応増幅アンプ（増幅アンプともいう）１２０、ＳＣ型ローパス・フィルタ（ローパス・フィルタともいう）１３０、ＳＣ型ハイパス・フィルタ（ハイパス・フィルタともいう）１４０、可変レギュレータ１５０、温度センサ１６０、汎用アンプ１７０、ＳＰＩインタフェース１８０、を備えている。
コンフィギュラブル・アンプ１１０は、センサ２等の外部から入力される信号を増幅する増幅回路であり、ＭＣＵ部２００からの制御にしたがって回路構成及び特性、動作が設定可能である。コンフィギュラブル・アンプ１１０は、３ｃｈのアンプ、すなわち、３つのアンプを有している。この３つのアンプにより多くの回路構成を実現することができる。
増幅アンプ１２０は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の出力や、センサ２等の外部から入力される信号を増幅する同期検波対応の増幅回路であり、ＭＣＵ部２００からの制御にしたがって特性、動作が設定可能である。
ローパス・フィルタ１３０は、コンフィギュラブル・アンプ１１０や増幅アンプ１２０の出力、センサ２等の外部から入力される信号に対し、高周波成分を除去し低周波成分を通過させるＳＣ型のフィルタであり、ＭＣＵ部２００からの制御にしたがって特性、動作が設定可能である。ハイパス・フィルタ１４０は、コンフィギュラブル・アンプ１１０や増幅アンプ１２０の出力、センサ２等の外部から入力される信号に対し、低周波成分を除去し高周波成分を通過させるＳＣ型のフィルタであり、ＭＣＵ部２００からの制御にしたがって特性、動作が設定可能である。
可変レギュレータ１５０は、ＭＣＵ部２００のＡ／Ｄコンバータ２６０へ電圧を供給する可変電圧源であり、ＭＣＵ部２００からの制御にしたがって特性、動作が設定可能である。温度センサ１６０は、半導体装置１の温度を測定するセンサであり、ＭＣＵ部２００からの制御にしたがって動作が設定可能である。
汎用アンプ１７０は、センサ２等の外部から入力される信号を増幅するアンプであり、ＭＣＵ部２００からの制御にしたがって動作が設定可能である。ＳＰＩインタフェース１８０は、ＭＣＵ部２００とデータ等の入出力を行うためのインタフェースであり、ＭＣＵ部２００のＳＰＩインタフェース２７０とＳＰＩバスを介して接続されている。なお、半導体装置１がＭＣＵ部２００を有さない場合、ＳＰＩインタフェース１８０を半導体装置１の外部端子に接続し、外部端子経由で外部のマイクロコントローラやエミュレータ等とＡＦＥ部１００とを接続する。
次に、ＴＹＰＥ０の半導体装置１におけるＡＦＥ部１００の構成について詳細に説明する。図３は、ＡＦＥ部１００の各回路の接続関係を示している。ＳＰＩインタフェース１８０は、ＳＰＩバスに接続された外部端子（ＣＳ、ＳＣＬＫ、ＳＤＯ、ＳＤＩ）に接続されて、レジスタ（制御レジスタ）１８１を有している。ＭＣＵ部２００から、ＳＰＩインタフェースを介して、回路の構成・特性を変更するための構成情報（設定情報）が入力され、レジスタ１８１に格納される。レジスタ１８１は、ＡＦＥ部１００内の各回路に接続されており、レジスタ１８１の構成情報に応じてＡＦＥ部１００内の各回路の構成・特性が設定される。
コンフィギュラブル・アンプ１１０は、個別アンプＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３を有しており、アンプの入出力を切り替えるスイッチＳＷ１０〜ＳＷ１５が接続されている。
個別アンプＡＭＰ１は、一方の入力端子がスイッチＳＷ１０を介してＭＰＸＩＮ１０またはＭＰＸＩＮ１１に接続され、他方の入力端子がスイッチＳＷ１１を介してＭＰＸＩＮ２０またはＭＰＸＩＮ２１に接続され、出力端子がＡＭＰ１＿ＯＵＴに接続されている。同様に、個別アンプＡＭＰ２は、一方の入力端子がスイッチＳＷ１２を介してＭＰＸＩＮ３０またはＭＰＸＩＮ３１に接続され、他方の入力端子がスイッチＳＷ１３を介してＭＰＸＩＮ４０またはＭＰＸＩＮ４１に接続され、出力端子がＡＭＰ２＿ＯＵＴに接続されている。
また、個別アンプＡＭＰ３は、一方の入力端子がスイッチＳＷ１４を介してＭＰＸＩＮ５０、ＭＰＸＩＮ５１またはＡＭＰ１の出力端子に接続され、他方の入力端子がスイッチＳＷ１５を介してＭＰＸＩＮ６０、ＭＰＸＩＮ６１またはＡＭＰ２の出力端子に接続され、出力端子がＡＭＰ３＿ＯＵＴに接続されている。ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の出力端子は、増幅アンプ１２０、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０にも接続されている。
コンフィギュラブル・アンプ１１０は、レジスタ１８１の設定値に応じて、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１５が切り替えられて、ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の接続構成が変更され、内部の回路構成・特性も後述のように変更される。
図４、図５は、スイッチＳＷ１０〜ＳＷ１５によるＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の接続切り替え例である。図４では、レジスタ１８１の設定により、スイッチＳＷ１０，１１を切り替えて、ＡＭＰ１の入力端子をＭＰＸＩＮ１０，ＭＰＸＩＮ２０に接続し、スイッチＳＷ１２，１３を切り替えて、ＡＭＰ２の入力端子をＭＰＸＩＮ３０，ＭＰＸＩＮ４０に接続し、スイッチＳＷ１４，１５を切り替えて、ＡＭＰ３の入力端子をＭＰＸＩＮ５０，ＭＰＸＩＮ６０に接続する。このように接続することで、ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３をそれぞれ独立のアンプとして動作させることができる。
図５では、レジスタ１８１の設定により、スイッチＳＷ１０を切り替えて、ＡＭＰ１の一方の入力端子をＭＰＸＩＮ１０に接続し、スイッチＳＷ１３を切り替えて、ＡＭＰ２の一方の入力端子をＭＰＸＩＮ４０に接続し、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を切り替えて、ＡＭＰ１の他方の入力端子とＡＭＰ２の他方の入力端子とを接続し、スイッチＳＷ１４，１５を切り替えて、ＡＭＰ３の一方の入力端子をＡＭＰ１の出力端子に接続し、ＡＭＰ３の他方の入力端子をＡＭＰ３の出力端子に接続する。このように接続することで、ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３を接続した計装アンプを構成することができる
また、図３に示すように、増幅アンプ１２０には、入力を切り替えるスイッチＳＷ１６、ＳＷ１７が接続されている。増幅アンプ１２０は、入力端子がスイッチＳＷ１６、ＳＷ１７を介してＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の出力端子、または、スイッチＳＷ１７を介してＧＡＩＮＡＭＰ＿ＩＮに接続され、出力端子がＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴに接続されている。増幅アンプ１２０の出力端子は、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０にも接続されている。なお、ＳＷ１６により、ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の出力端子と、外部端子及び増幅アンプとの接続を切り替えてもよい。
ローパス・フィルタ１３０には、入力を切り替えるスイッチＳＷ１８、ＳＷ１９が接続され、ハイパス・フィルタ１４０にも、入力を切り替えるスイッチＳＷ１８、ＳＷ２０が接続されている。ローパス・フィルタ１３０は、入力端子がスイッチＳＷ１６、ＳＷ１７、ＳＷ１８，ＳＷ１９を介してＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の出力端子、増幅アンプ１２０の出力端子、ＳＣ＿ＩＮ、またはスイッチＳＷ１９を介してハイパス・フィルタ１４０の出力端子に接続され、出力端子がＬＰＦ＿ＯＵＴに接続されている。ハイパス・フィルタ１４０は、入力端子がスイッチＳＷ１６、ＳＷ１７、ＳＷ１８，ＳＷ２０を介してＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の出力端子、増幅アンプ１２０の出力端子、ＳＣ＿ＩＮ、またはスイッチＳＷ１９を介してローパス・フィルタ１３０の出力端子に接続され、出力端子がＨＰＦ＿ＯＵＴに接続されている。なお、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０の出力端子と外部端子との間にスイッチを設けて、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０の出力端子と、外部端子及びＳＷ１９、ＳＷ２０との接続を切り替えてもよい。
増幅アンプ１２０、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０は、レジスタ１８１の設定値に応じて、スイッチＳＷ１６〜ＳＷ２０が切り替えられて、増幅アンプ１２０、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０の接続構成が変更され、内部の特性も後述のように変更される。
図６、図７は、スイッチＳＷ１７〜ＳＷ２０による増幅アンプ１２０、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０の接続切り替え例である。図６では、レジスタ１８１の設定により、スイッチＳＷ１７を切り替えて、増幅アンプ１２０の入力端子をＡＭＰ１〜ＡＭＰ３のいずれかの出力端子に接続し、スイッチＳＷ１８，ＳＷ１９を切り替えて、ローパス・フィルタ１３０の入力端子を増幅アンプ１２０の出力端子に接続し、スイッチＳＷ２０を切り替えて、ハイパス・フィルタ１４０の入力端子をローパス・フィルタ１３０の出力端子に接続する。このように切り替えることで、ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３のいずれか、増幅アンプ１２０、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０の順に接続した回路を構成することができる。
図７では、レジスタ１８１の設定により、スイッチＳＷ１７を切り替えて、増幅アンプ１２０の入力端子をＧＡＩＮＡＭＰ＿ＩＮに接続し、スイッチＳＷ１８、ＳＷ２０を切り替えて、ハイパス・フィルタ１４０の入力端子をＳＣ＿ＩＮに接続し、スイッチＳＷ１９を切り替えて、ローパス・フィルタ１３０の入力端子をハイパス・フィルタ１４０の出力端子に接続する。このように切り替えることで、増幅アンプ１２０を１つの独立したアンプとして動作させ、また、ハイパス・フィルタ１４０、ローパス・フィルタ１３０の順に接続した回路を構成することができる。
また、図３に示すように、可変レギュレータ１５０は、出力端子がＢＧＲ＿ＯＵＴとＬＤＯ＿ＯＵＴに接続されている。可変レギュレータは、レジスタ１８１の設定値に応じて後述のように特性が変更される。
温度センサ１６０は、出力端子がＴＥＭＰ＿ＯＵＴに接続されている。温度センサ１６０は、レジスタ１８１の設定値に応じて後述のように特性が変更される。
汎用アンプ１７０は、一方の入力端子がＡＭＰ４＿ＩＮ＿ＮＥに接続され、他方の入力端子がＡＭＰ４＿ＩＮ＿ＰＯに接続され、出力端子がＡＭＰ４＿ＯＵＴに接続されている。汎用アンプは、１つのオペアンプにより構成されており、レジスタ１８１の設定値に応じて、電源ＯＮ／ＯＦＦが設定される。
次に、図８〜図１４を用いて、コンフィギュラブル・アンプ１１０の具体的な回路構成について説明する。
コンフィギュラブル・アンプ１１０は、センサ出力信号を増幅するためのアンプであり、制御レジスタの設定に応じて、トポロジ（回路構成）を変更できるとともに、パラメータ（回路特性）を変更できる。特性の変更としてゲインを可変に設定することができる。例えば、個別アンプを独立して使用する場合、ゲインを６ｄＢ〜４６ｄＢまで２ｄＢ単位で設定でき、計装アンプとして使用する場合、ゲインを２０ｄＢ〜６０ｄＢまで２ｄＢ単位で設定できる。また、スルーレートを可変に設定することもでき、パワーオフ・モードにより電源のオン／オフを切り替えることができる。
図８は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の個別アンプＡＭＰ１の回路構成を示している。なお、ＡＭＰ２、ＡＭＰ３も同様の構成である。
図８に示すように、個別アンプＡＭＰ１は、オペアンプ１１１を有し、オペアンプ１１１の各端子に接続される可変抵抗１１２ａ〜１１２ｄ、スイッチ１１３ａ〜１１３ｃ、ＤＡＣ１１４を有しており、図３のようにマルチプレクサ（スイッチ）ＳＷ１０、ＳＷ１１が接続されている。
レジスタ１８１の設定値に応じて、マルチプレクサＳＷ１０、ＳＷ１１によりオペアンプ１１１の入力を切り替え、スイッチ１１３ａ、１１３ｂにより可変抵抗（入力抵抗）１１２ａ、１１２ｂの有無を切り替え、スイッチ１１３ｃによりＤＡＣ１１４の接続を切り替えることができる。なお、オペアンプ１１１の出力は、図３のようにＳＷ１６、ＳＷ１７、ＳＷ１８により、増幅アンプ１２０、ローパス・フィルタ１３０、ハイパス・フィルタ１４０との接続が切り替えられる。また、レジスタ１８１の設定値に応じて、可変抵抗１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄの抵抗値、ＤＡＣ１１４の設定を変えることで、ＡＭＰ１のゲイン、動作点、オフセット等を変更することができる。さらに、レジスタ１８１の設定値に応じて、電源オン／オフを制御できる。また、レジスタ１８１の設定値に応じて、オペアンプの動作モードを高速モード、中速モード、低速モードに変更することで、スルーレートを制御することができる。
各スイッチ、マルチプレクサの切り替えにより、Ｉ／Ｖアンプ、反転アンプ、減算（差動）アンプ、非反転アンプ、加算アンプを構成することができる。
図９は、Ｉ／Ｖアンプを構成する例である。レジスタ１８１の設定に応じて、マルチプレクサＳＷ１０を切り替えて外部入力端子（ＭＰＸＩＮ１０）を反転入力端子に接続し、スイッチ１１３ａをオンして可変抵抗１１２ａを短絡する。この接続によりＩ／Ｖアンプが構成される。また、レジスタ１８１の設定により、可変抵抗１１２ａ、１１２ｄの抵抗値を変えることでアンプのゲインを設定する。このＩ／Ｖアンプは、外部入力端子から電流型センサの信号が入力されると、入力電流を電圧に変換して出力する。
図１０は、減算（差動）アンプを構成する例である。レジスタ１８１の設定に応じて、マルチプレクサＳＷ１０、ＳＷ１１を切り替えて外部入力端子（ＭＰＸＩＮ１０）を反転入力端子に接続し、外部入力端子（ＭＰＸＩＮ２０）を非反転入力端子に接続する。この接続により減算アンプが構成される。また、レジスタ１８１の設定により、可変抵抗１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｄの抵抗値を変えることでアンプのゲインを設定する。この減算アンプは、外部入力端子から２つの信号（Ｖ１，Ｖ２）が入力されると、一方の入力電圧から他方の入力電圧を差し引いた電圧（Ｖ２−Ｖ１）を出力する。
図１１は、加算アンプを構成する例である。なお、ここでは、可変抵抗１１２ｂと反転入力端子の間にスイッチ１１３ｄを有しているものとする。レジスタ１８１の設定に応じて、マルチプレクサＳＷ１０、ＳＷ１１、スイッチ１１３ｄを切り替えて外部入力端子（ＭＰＸＩＮ１０）と外部入力端子（ＭＰＸＩＮ２０）を反転入力端子に接続する。この接続により加算アンプが構成される。また、レジスタ１８１の設定により、可変抵抗１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｄの抵抗値を変えることでアンプのゲインを設定する。この加算アンプは、外部入力端子から２つの信号（Ｖ１，Ｖ２）が入力されると、一方の入力電圧と他方の入力電圧を加算した電圧（Ｖ１＋Ｖ１）を出力する。
図１２は、反転アンプを構成する例である。レジスタの設定に応じて、マルチプレクサＳＷ１０を切り替えて外部入力端子（ＭＰＸＩＮ１０）を反転入力端子に接続し、スイッチ１１３ｃをオンにしてＤＡＣ１１４の出力を非反転入力端子に接続する。この接続により反転アンプが構成される。また、レジスタ１８１の設定により、可変抵抗１１２ａ、１１２ｄの抵抗値を変えることでアンプのゲインを設定し、ＤＡＣの出力電圧を変えることで、アンプの動作点やオフセットを調整する。この反転アンプは、外部入力端子から電圧型センサの信号が入力されると、入力電圧を反転増幅した電圧を出力する。
図１３、非反転アンプを構成する例である。レジスタの設定に応じて、マルチプレクサＳＷ１０を切り替えてＤＡＣ１１４の出力を反転入力端子に接続し、マルチプレクサＳＷ１１を切り替えて外部入力端子（ＭＰＸＩＮ２０）を非反転入力端子に接続する。この接続により非反転アンプが構成される。また、レジスタ１８１の設定により、可変抵抗１１２ａ、１１２ｄの抵抗値を変えることでアンプのゲインを設定し、ＤＡＣの出力電圧を変えることで、アンプの動作点やオフセットを調整する。この非反転アンプは、外部入力端子から電圧型センサの信号が入力されると、入力電圧を非反転増幅した（入力と同相の）電圧を出力する。
図１４は、ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３により計装アンプを構成する例である。図５で説明したように、レジスタ１８１の設定に応じて、マルチプレクサ（スイッチ）ＳＷ１０〜ＳＷ１５によりＡＭＰ１〜ＡＭＰ３を接続することで、図１４の計装アンプを構成できる。なお、各スイッチの図示を省略しているが、ＡＭＰ１では、スイッチ１１３ｂをオンして可変抵抗１１２ｂを短絡し、ＡＭＰ２では、スイッチ１１３ｂをオンして可変抵抗１１２ｂを短絡し、ＡＭＰ３では、スイッチ１１３ｃをオンし、ＤＡＣ１１４を非反転入力端子に接続している。
また、レジスタ１８１の設定により、ＡＭＰ３の可変抵抗１１２ａ〜１１２ｄの抵抗値を変えることで計装アンプのゲインを設定し、ＤＡＣ１１４の出力電圧を変えることで、計装アンプの動作点やオフセットを調整する。この計装アンプは、外部入力端子から微弱な差動信号が入力されると、この差動信号を、ＡＭＰ１、ＡＭＰ２によりそれぞれ非反転増幅し、さらに、ＡＭＰ３により差動増幅した電圧を出力する。
次に、図１５〜図２０を用いて、ＡＦＥ部１００内のその他の回路の具体的な回路構成について説明する。
図１５は、増幅アンプ１２０の回路構成を示している。増幅アンプ１２０は、同期検波機能に対応しており、入力信号の増幅や同期検波を行う。特性の変更として、増幅アンプ１２０は、ゲインを可変に設定することができる。例えば、ゲインを６ｄＢ〜４６ｄＢまで２ｄＢ単位で設定できる。また、パワーオフ・モードにより電源のオン／オフを切り替えることができる。
図１５に示すように、増幅アンプ１２０は、オペアンプＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２を有し、オペアンプＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２の各端子に接続される可変抵抗１２１ａ、１２１ｃ、固定抵抗１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及びＤＡＣ１２３を有している。また、図３のようにマルチプレクサ（スイッチ）ＳＷ１７が接続されている。さらに、同期検波を行うための同期検波制御部として、同期検波スイッチ１２４、固定抵抗１２５を有している。
レジスタ１８１の設定値に応じて、マルチプレクサＳＷ１７が制御されて増幅アンプ１２０の入力を切り替える。また、レジスタ１８１の設定値に応じて、可変抵抗１２１ａ、１２１ｃの抵抗値、ＤＡＣ１２３の設定を変えることでＡＭＰ２１のゲイン、ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２の動作点、オフセット等を変更することができる。さらに、レジスタ１８１の設定値に応じて、オペアンプＡＭＰ２１，ＡＭＰ２２の電源オン／オフを制御できる。
増幅アンプ１２０では、ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３、または外部入力端子から信号が入力されると、ＡＭＰ２１により反転増幅され、さらにＡＭＰ２２により反転増幅された信号が、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴへ出力される。
また、ＭＣＵ部２００から同期クロックＣＬＫ＿ＳＹＮＣＨが入力され、同期クロックＣＬＫ＿ＳＹＮＣＨのタイミングで、同期検波スイッチ１２４の接続が切り替わり、ＡＭＰ２１とＡＭＰ２２のいずれかの出力信号がＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴへ出力される。
図１６は、増幅アンプ１２０の出力動作を示すタイミングチャートである。図１６（ａ）のように、ＡＭＰ２１は、入力信号の反転信号を出力し、図１６（ｂ）のように、ＡＭＰ２２は、さらに反転した信号を出力する。このＡＭＰ２２の出力信号が、増幅アンプ１２０の出力としてＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴへ出力される。
ＭＣＵ部２００は、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴに接続されており、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴの信号に応じたクロックを生成する。ここでは、図１６（ｃ）のように、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴが基準値よりもハイレベルの場合に、ハイレベルとなるＣＬＫ＿ＳＹＮＣＨを生成する。そして、この同期クロックＣＬＫ＿ＳＹＮＣＨを増幅アンプ１２０へ供給する。
同期検波スイッチ１２４は、このＣＬＫ＿ＳＹＮＣＫに応じて、ＡＭＰ２１、ＡＭＰ２２とＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴとの接続を切り替える。クロックＣＬＫ＿ＳＹＮＣＨがローレベルの場合、ＡＭＰ２１と接続してＡＰＭ２１の出力をＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴへ出力し、クロックＣＬＫ＿ＳＹＮＣＨがハイレベルの場合、ＡＭＰ２２と接続してＡＭＰ２２の出力をＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴへ出力する。そうすると、図１６（ｄ）のように、同期検波し、全波整流された信号が、ＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴから出力される。
図１７は、ローパス・フィルタ１３０の回路構成を示している。ローパス・フィルタ１３０は、カットオフ周波数可変のＳＣ（スイッチトキャパシタ）型ローパス・フィルタであり、入力信号のフィルタリングに用いられる。
ローパス・フィルタ１３０の特性は、Ｑ値が固定値であり、例えば０．７０２である。特性の変更として、カットオフ周波数ｆｃを可変に設定することができる。例えば、９Ｈｚ〜９００Ｈｚまで設定できる。また、パワーオフ・モードにより電源のオン／オフを切り替えることができる。
図１７に示すように、ローパス・フィルタ１３０は、スイッチング信号を生成するスイッチング信号生成部１３１と、スイッチング信号に応じて入力信号をフィルタリングするフィルタ部１３２とを有している。
スイッチング信号生成部１３１は、フリップフロップ１３３と複数のインバータ１３４を有している。フィルタ部１３２は、複数のオペアンプ１３５を有し、複数のオペアンプ１３５に接続される複数のスイッチ１３６、コンデンサ１３７、ＤＡＣ１３８に制御される可変電源１３９を有している。また、図３のようにマルチプレクサ（スイッチ）ＳＷ１９が接続されている。
レジスタ１８１の設定値に応じて、マルチプレクサＳＷ１９が制御されてローパス・フィルタ１３０の入力を切り替える。また、レジスタ１８１の設定値に応じて、ＤＡＣ１３８の設定を変えることで可変電源１３９を制御し、アンプの動作点、オフセット等を変更することができる。さらに、レジスタ１８１の設定値に応じて、ローパス・フィルタ１３０の電源をオン／オフを制御できる。
ローパス・フィルタ１３０では、スイッチング信号生成部１３１において、外部からクロックＣＬＫ＿ＬＰＦが入力され、フリップフロップ１３３とインバータ１３４によりスイッチング信号Φ１、Φ２が生成される。フィルタ部１３２において、外部入力端子や増幅アンプ１２０等から信号が入力されると、３つのオペアンプ１３５を介して信号が出力され、その際、スイッチング信号Φ１、Φ２によりスイッチ１３６がオン／オフしてコンデンサ１３７の接続が切り替わる。そうすると、入力信号のカットオフ周波数よりも高周波成分を除去した信号が出力されることになる。
このカットオフ周波数は、ＭＣＵ部２００により外部から入力されるクロックＣＬＫ＿ＬＰＦにより変更することができる。具体的には、カットオフ周波数ｆｃ＝０．００９×ｆｓ（スイッチング周波数 １／２ｆ ＣＬＫ＿ＬＰＦ）である。
図１８は、ハイパス・フィルタ１４０の回路構成を示している。ハイパス・フィルタ１４０は、カットオフ周波数可変のＳＣ型ハイパス・フィルタであり、入力信号のフィルタリングに用いられる。
ハイパス・フィルタ１４０の特性は、Ｑ値が固定値であり、例えば０．７０２である。特性の変更として、カットオフ周波数ｆｃを可変に設定することができる。例えば、８Ｈｚ〜８００Ｈｚまで設定できる。また、パワーオフ・モードにより電源のオン／オフを切り替えることができる。
図１８に示すように、ハイパス・フィルタ１４０は、スイッチング信号を生成するスイッチング信号生成部１４１と、スイッチング信号に応じて入力信号をフィルタリングするフィルタ部１４２とを有している。
スイッチング信号生成部１４１は、フリップフロップ１４３と複数のインバータ１４４を有している。フィルタ部１４２は、複数のオペアンプ１４５を有し、複数のオペアンプ１４５に接続される複数のスイッチ１４６、コンデンサ１４７、ＤＡＣ１４８に制御される可変電源１４９を有している。また、図３のようにマルチプレクサ（スイッチ）ＳＷ２０が接続されている。
レジスタ１８１の設定値に応じて、マルチプレクサＳＷ２０が制御されてハイパス・フィルタ１４０の入力を切り替える。また、レジスタ１８１の設定値に応じて、ＤＡＣ１４８の設定を変えることで可変電源１４９を制御し、アンプの動作点、オフセット等を変更することができる。さらに、レジスタ１８１の設定値に応じて、ハイパス・フィルタ１４０の電源をオン／オフを制御できる。
ハイパス・フィルタ１４０では、スイッチング信号生成部１４１において、外部からクロックＣＬＫ＿ＨＰＦが入力され、フリップフロップ１４３とインバータ１４４によりスイッチング信号Φ１、Φ２が生成される。フィルタ部１４２において、外部入力端子や増幅アンプ１２０等から信号が入力されると、３つのオペアンプ１４５を介して信号が出力され、その際、スイッチング信号Φ１、Φ２によりスイッチ１４６がオン／オフしてコンデンサ１４７の接続が切り替わる。そうすると、入力信号のカットオフ周波数よりも低周波成分を除去した信号が出力されることになる。
このカットオフ周波数は、ＭＣＵ部２００により外部から入力されるクロックＣＬＫ＿ＨＰＦにより変更することができる。具体的には、カットオフ周波数ｆｃ＝０．００８×ｆｓ（スイッチング周波数 １／２ｆ ＣＬＫ＿ＨＰＦ）である。
図１９は、可変レギュレータ１５０の回路構成を示している。可変レギュレータ１５０は、出力電圧を可変にするレギュレータであり、ＭＣＵ部２００のＡ／Ｄコンバータ２６０の基準電源生成回路である。例えば、特性の変更として、可変レギュレータ１５０は、出力電圧を２．０Ｖ〜３．３Ｖまで、±５％の精度で、０．１Ｖ単位で設定することができる。また出力電流は１５ｍＡで、出力電源のオン／オフを制御することができる。
図１９に示すように、可変レギュレータ１５０は、オペアンプ１５１を有し、オペアンプ１５１の入力側に接続されるバンドギャップリファレンスＢＧＲ、オペアンプ１５１の出力側に接続されるトランジスタ１５２、１５３、固定抵抗１５４、可変抵抗１５５を有している。
レジスタ１８１の設定値に応じて、ＢＧＲの電圧が設定され、可変抵抗１５５の抵抗値を変えることで出力電圧が変更できる。さらに、レジスタ１８１の設定値に応じて、オペアンプ１５１の電源オン／オフ、トランジスタ１５３のオン／オフが切り替えられ、出力電圧の出力開始／停止が制御される。
可変レギュレータ１５０では、ＢＧＲの電圧がＢＧＲ＿ＯＵＴから出力される。ＢＧＲの電圧と可変抵抗１５５の電圧に応じてオペアンプ１５１が動作してトランジスタ１５２が制御され、固定抵抗１５４と可変抵抗１５５の比に応じた電圧が出力される。
図２０は、温度センサ１６０の回路構成を示している。温度センサ１６０は、半導体装置１の温度を測定するセンサであり、ＭＣＵ部２００がこの測定結果に基づいて温度特性の補正等するために用いることができる。例えば、温度センサ１６０の特性として、出力温度係数は、−５ｍＶ／℃である。また、パワーオフ・モードにより電源のオン／オフを切り替えることができる。
図２０に示すように、温度センサ１６０は、オペアンプ１６１を有し、オペアンプ１６１の入力側に接続される電流源１６２、ダイオード１６３、オペアンプ１６１の出力側に接続される固定抵抗１６４、１６５を有している。レジスタ１８１の設定値に応じて、オペアンプ１６１の電源をオン／オフすることができる。
温度センサ１６０は、温度に応じてダイオード１６３の電圧が−２ｍＶ／℃で変化し、この電圧をオペアンプ１６１が非反転増幅して、−５ｍＶ／℃として出力する。
このように、ＴＹＰＥ０の半導体装置１は、半導体装置内部のＡＦＥ部１００の回路構成や特性を可変に設定することができる。このため、一つの半導体装置で様々なセンサ等を接続することができ、多くの応用システム（アプリケーション）で使用することができる。
例えば、コンフィギュラブル・アンプ１１０の回路構成を、非反転アンプとした場合、電圧出力型のセンサを接続可能であるため、赤外線センサ、温度センサ、磁気センサ等を用いた応用システムに使用できる。一例として、赤外線センサを備えたデジタルカメラ、温度センサを備えたプリンタ、磁気センサを備えたタブレット端末、赤外線センサを備えたエアコン等に使用することができる。
また、コンフィギュラブル・アンプ１１０の回路構成を、計装アンプとした場合、微弱な差動出力のセンサを接続可能となるため、圧力センサ、ジャイロセンサ、ショックセンサ等を用いた応用システムに使用できる。一例として、圧力センサを備えた血圧計、圧力センサを備えた体重計、ジャイロセンサを備えた携帯電話、ショックセンサを備えた液晶テレビ等に使用することができる。
さらに、コンフィギュラブル・アンプ１１０の回路構成を、Ｉ／Ｖアンプとした場合、電流出力のセンサを接続可能なため、フォトダイオード、人感センサ、赤外線センサ等を用いた応用システムに使用できる。一例として、フォトダイオードを備えたデジタルカメラ、人感センサを備えた監視カメラ、人感センサを備えた便座、赤外線センサを備えたバーコードリーダ等に使用することができる。
図２１は、ＴＹＰＥ１の半導体装置１の回路ブロックを示している。図２のＴＹＰＥ０の半導体装置では、用途を汎用システム向けとして、多くのセンサで必要となるＡＦＥ回路を全て備える構成とした。これに対し、ＴＹＰＥ１の半導体装置では、用途を一般計測器向けとして、一般計測器のセンサでのみ必要となるＡＦＥ回路に限定した構成としている。
図２１に示すように、ＴＹＰＥ１の半導体装置１は、ＭＣＵ部２００の構成については図２と同様であり、ＡＦＥ部１００は、計装アンプ１９０、可変レギュレータ１５０、温度センサ１６０、ＳＰＩインタフェース１８０、を備えている。図２の半導体装置と比べると、コンフィギュラブル・アンプ、同期検波対応増幅アンプ、ＳＣ型ローパス・フィルタ、ＳＣ型ハイパス・フィルタ、汎用アンプを有しておらず、代わりに計装アンプのみ有する構成となっている。可変レギュレータ１５０、温度センサ１６０、ＳＰＩインタフェース１８０については、図２と同様である。
計装アンプ１９０は、一般計測器のセンサに対応して、微弱な差動信号を増幅可能な増幅回路である。計装アンプ１９０は、図２のコンフィギュラブル・アンプ１１０が構成可能としていた計装アンプと同様の回路である。計装アンプ１９０は、回路構成は固定であり、特性のみ変更可能である。
図２２は、ＴＹＰＥ１の半導体装置１におけるＡＦＥ部１００の各回路の接続関係を示している。可変レギュレータ１５０、温度センサ１６０、ＳＰＩインタフェース１８０については、図３と同様である。
計装アンプ１９０は、回路構成が固定であるため、構成を切り替えるためのスイッチ（マルチプレクサ）を有していない。計装アンプ１９０は、一方の入力端子がＡＭＰ＿ＩＮ１に接続され、他方の入力端子がＡＭＰ＿ＩＮ２に接続され、出力端子がＡＭＰ＿ＯＵＴに接続されている。なお、複数の外部端子との接続を選択するためのスイッチを備えていてもよい。
ＴＹＰＥ１の半導体装置におけるＡＦＥ部１００の各回路の具体的な回路構成は図２の半導体装置と同様であるため説明を省略する。すなわち、計装アンプ１９０の回路構成は、図１４で示した構成であり、計装アンプ１９０は、図１４のように、抵抗値を変えることでゲインを設定でき、ＤＡＣの設定を変えることで、動作点やオフセット等を変更できる。
このように、ＴＹＰＥ１の半導体装置１は、ＡＦＥ部１００の回路構成は固定であり特性のみを可変に設定することができる。このため、一つの半導体装置で特性が異なる特定のセンサに対応することができ、特定の応用システムで使用することができる。
例えば、ＴＹＰＥ１の半導体装置で計装アンプを構成した場合と同様に、微弱な差動出力のセンサである圧力センサ、ジャイロセンサ、ショックセンサ等を用いた応用システムに使用可能である。
図２３は、ＴＹＰＥ２の半導体装置１の回路ブロックの他の例を示している。図２のＴＹＰＥ０の半導体装置では、用途を汎用システム向けとして、多くのセンサで必要となるＡＦＥ回路を全て備える構成とした。これに対し、ＴＹＰＥ２の半導体装置では、用途をモータ制御向けとして、モータ制御でのみ必要となるＡＦＥ回路に限定した構成としている。
図２３に示すように、ＴＹＰＥ２の半導体装置１は、ＭＣＵ部２００の構成については図２と同様であり、ＡＦＥ部１００は、コンパレータ内蔵高速計装アンプ１９１、温度センサ１６０、ＳＰＩインタフェース１８０を備えている。図２の半導体装置と比べると、コンフィギュラブル・アンプ、同期検波対応増幅アンプ、ＳＣ型ローパス・フィルタ、ＳＣ型ハイパス・フィルタ、汎用アンプ、可変レギュレータを有しておらず、代わりにコンパレータ内蔵高速計装アンプ１９１のみ有する構成となっている。温度センサ１６０、ＳＰＩインタフェース１８０については、図２と同様である。
コンパレータ内蔵高速計装アンプ（高速計装アンプともいう）１９１は、モータ制御に対応して、微弱な差動信号を高速に増幅可能な増幅回路であり、さらに、出力電圧を比較するコンパレータを内蔵している。ＡＦＥ部１００は、多相モータの制御を可能にするため、高速計装アンプ１９１を複数（多ｃｈ）有しており、ここでは４つ（４ｃｈ）の計装アンプを有している。高速計装アンプ１９１は、回路構成が固定であり、特性のみ変更可能である。
図２４は、ＴＹＰＥ２の半導体装置１におけるＡＦＥ部１００の各回路の接続関係を示している。温度センサ１６０、ＳＰＩインタフェース１８０については、図３と同様である。
高速計装アンプ１９１は、回路構成が固定であるため、構成を切り替えるスイッチ（マルチプレクサ）を有していない。４つの高速計装アンプ１９１−１〜１９１−４は、それぞれ独立した構成となっている。
すなわち、高速計装アンプ１９１−１〜１９１−４は、一方の入力端子がそれぞれＡＭＰ＿ＩＮ１０，２０，３０，４０に接続され、他方の入力端子がそれぞれＡＭＰ＿ＩＮ１１，２１，３１，４１に接続され、アンプの出力端子がそれぞれＡＭＰ＿ＯＵＴ１〜４に接続され、コンパレータの出力端子がそれぞれＣＯＭＰ＿ＯＵＴ１〜４に接続されている。なお、複数の外部端子との接続を選択するためのスイッチを備えていてもよい。
図２５は、高速計装アンプ１９１の具体的な回路構成を示している。高速計装アンプ１９１は、モータ制御向けコンパレータ内蔵高速計装アンプであり、モータ制御に使用されるセンサの出力信号の増幅と電圧比較を行う。特性の変更として、高速計装アンプ１９１は、ゲインを可変に設定することができる。例えば、ゲインを１０ｄＢ〜３４ｄＢまで２ｄＢ単位で設定できる。また、スルーレートを可変に設定することもでき、パワーオフ・モードにより電源のオン／オフを切り替えることができる。
また、高速計装アンプ１９１は、高速計装アンプ出力比較用コンパレータを内蔵しており、このコンパレータはヒステリシス電圧及び基準電圧が可変である。
図２５に示すように、高速計装アンプ１９１は、計装アンプとして動作するオペアンプ１９２ａ及び１９２ｂ、ヒステリシスコンパレータとして動作するオペアンプ１９２ｃを有し、オペアンプ１９２ａ〜１９２ｃに接続される可変抵抗１９３ａ〜１９３ｃ、固定抵抗１９４ａ〜１９４ｂ及びＤＡＣ１９５ａ、１９５ｂを有している。
レジスタ１８１の設定値に応じて、可変抵抗１９３ａ〜１９３ｃの抵抗値、ＤＡＣ１９５ａの設定を変えることで高速計装アンプ１９１のゲイン、アンプの動作点、オフセット等を変更することができる。また、ＤＡＣ１９５ｂの設定により、コンパレータのヒステリシス電圧（基準電圧）を変更することができる。さらに、レジスタ１８１の設定値に応じて、オペアンプ１９２ａ〜１９２ｃの電源オン／オフを制御できる。
高速計装アンプ１９１では、外部入力端子ＡＭＰＩＮＭｎ、ＡＭＰＩＮＰｎ（ＡＭＰＩＮ１０，１１〜ＡＭＰＩＮ４０，４１に対応）から差動信号が入力されると、オペアンプ１９２ａ、１９２ｂから構成される２段の計装アンプにより高速に非反転増幅された信号が、ＡＭＰＯＵＴｎ（ＡＭＰＯＵＴ１〜ＡＭＰＯＵＴ４に対応）へ出力される。さらに、オペアンプ１９２ｃから構成されるヒステリシスコンパレータにより、ＡＭＰＯＵＴｎの出力信号と基準電圧とを比較した比較信号が出力される。なお、ＭＣＵ部２００はＡＭＰＯＵＴｎ及びＣＯＭＰＯＵＴｎの信号に応じてモータ制御を行う。
このように、ＴＹＰＥ２の半導体装置１は、ＡＦＥ部１００の回路構成は固定であり特性のみを可変に設定することができる。このため、一つの半導体装置で特性が異なる特定のセンサの特定に対応することができ、特定の応用システムで使用することができる。特に、多相モータの駆動回路などに接続できる。
以上説明したような半導体装置１によって次のような効果が得られる。まず、小型化と低消費電力化を図ることができる。半導体装置１の内部にＭＣＵとＡＦＥ回路を含めた構成としたため、実装基板上に複数のアナログ回路ＩＣを実装する場合と比べて、小型化が可能である。また、低消費電力モードに対応して、ＡＦＥ部の電源をオフし、ＭＣＵ部のスリープモードとすることができるため、消費電力を低減することが可能である。
また、アナログＩＣの開発工程を短縮することができる。センサに適したアナログ回路を開発するためには、通常、回路設計、マスク設計、マスク製作、サンプル製作の工程が必要となるため、３〜８月程度かかる場合がある。半導体装置１の設定を変更するだけで、センサに対応したアナログ回路を構成することができるため、回路設計〜サンプル製作までの開発工程を行わずに半導体装置の開発が可能である。したがって、センサシステムを短期に開発し、早期にタイムリーに市場投入することができる。
また、同一の半導体装置１で複数の応用システムに対応することができる。半導体装置１では、回路構成を自由に変更することができるようにしたため、一つの半導体装置で電流型センサや電圧型センサ等の様々なセンサを接続することが可能である。センサごとに別々の半導体装置を開発する必要がないため、開発期間を短縮することができる。
さらに、ＴＹＰＥ１の半導体装置１では、一般計測器向けとして、一般計測器に必要となる計装アンプ等のみを備え、ＴＹＰＥ２の半導体装置１では、モータ制御向けとして、モータ制御に必要となる高速計装アンプ等のみを備えることとした。このため、半導体装置に不要な回路を有していないため、回路構成が簡素となり、さらに半導体装置の小型化を図ることができ、低消費電力化も可能である。
以上のような半導体装置１では、接続するセンサに応じてＡＦＥ部１００の構成及び特性を決定する必要があるため、センサと半導体装置１を用いたセンサシステムの設計開発において、センサ及び半導体装置１の動作についてシミュレーションが行われる。以下、センサと半導体装置１からなるセンサシステムの開発工程で行われるシミュレーションについて説明する。ここでは、主にＡＦＥ部１００のみを含む半導体装置１をシミュレーション対象として説明するが、ＡＦＥ部１００及びＭＣＵ分２００を含む半導体装置１についても同様にシミュレーションを行うことができる。
図２６は、本実施の形態に係る半導体装置１の動作をシミュレーションするためのシミュレーションシステム（設計支援システム）の構成を示している。
図２６に示すように、このシミュレーションシステムは、ネットワーク５を介して通信可能に接続されたユーザ端末３とウェブシミュレータ４とを備えている。ユーザ端末３は、主に、ウェブブラウザ３００、記憶部３１０を有している。ウェブシミュレータ４は、主に、ウェブサーバ４００、シミュレーション制御部４１０、記憶部４２０を有している。
ネットワーク５は、例えばインターネット等であり、ユーザ端末３とウェブシミュレータ４の間でウェブページ情報が伝送可能なネットワークである。ネットワーク５は、有線ネットワークでもよいし、無線ネットワークでもよい。
ユーザ端末３のウェブブラウザ３００は、ウェブサーバ４００から受信したウェブページ情報に基づいてウェブページを表示装置に表示する。ウェブブラウザ３００は、ユーザからの操作を受け付け、ユーザの操作に応じてウェブサーバ４００にアクセスし、ウェブシミュレータ４でシミュレーションを実行するためのユーザインタフェースでもある。
ユーザ端末３の記憶部３１０は、ユーザ端末３の機能を実現するための各種データやプログラム等が記憶される。また、記憶部３１０は、後述のように、半導体装置１のレジスタ１８１に設定するためのレジスタ情報をウェブシミュレータ４からダウンロードし記憶する。
ウェブシミュレータ４のウェブサーバ４００は、ウェブブラウザ３００にウェブシミュレータのウェブサービスを提供するサーバである。ウェブサーバ４００は、ウェブブラウザ３００からのアクセスを受け付け、アクセスに応じてウェブブラウザに表示するためのウェブページ情報を送信する。
ウェブシミュレータ４のシミュレーション制御部４１０は、センサ及び半導体装置１のシミュレーション機能を実現する。後述のように、ウェブシミュレータ４は、シミュレーション対象であるセンサ及び半導体装置１の回路構成を設定し、シミュレーションに必要なパラメータを設定し、シミュレーションを実行する。
ウェブシミュレータ４の記憶部４２０は、ウェブシミュレータの機能を実現するための各種データやプログラム等が記憶される。後述のように、記憶部４２０は、選択可能なセンサの情報やセンサに適したバイアス回路の情報、センサ及びバイアス回路に適したアナログ回路の情報等を記憶する。
ユーザ端末３は、クライアント装置として動作するパーソナルコンピュータなどのコンピュータ装置であり、ウェブシミュレータ４は、サーバ装置として動作するワークステーションなどのコンピュータ装置である。図２７は、ユーザ端末３またはウェブシミュレータ４を実現するためのハードウェア構成の例を示している。なお、ユーザ端末３またはウェブシミュレータ４は、単一のコンピュータでなくとも、複数のコンピュータによって構成することも可能である。
図２７に示すように、ユーザ端末３またはウェブシミュレータ４は、一般的なコンピュータ装置であり、中央処理装置（ＣＰＵ）３１とメモリ３４とを含んでいる。ＣＰＵ３１とメモリ３４は、バスを介して補助記憶装置としてのハードディスク装置（ＨＤＤ）３５に接続される。ユーザ端末３は、ユーザ・インターフェース・ハードウェアとして、例えば、ユーザが入力するためのポインティング・デバイス（マウス、ジョイスティック等）やキーボード等の入力装置３２や、ＧＵＩ等の視覚データをユーザに提示するためのＣＲＴや液晶ディスプレイなどの表示装置３３を有している。ウェブシミュレータ４についても、ユーザ端末３と同様にユーザ・インタフェース・ハードウェアを有しても良い。
ＨＤＤ３５等の記憶媒体はオペレーティングシステムと協働してＣＰＵ３１等に命令を与え、ユーザ端末３またはウェブシミュレータ４の機能を実施するためのブラウザプログラムやシミュレーションプログラムを記憶することができる。このプログラムは、メモリ３４にロードされることによって実行される。
また、ユーザ端末３またはウェブシミュレータ４は、外部装置と接続するための入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）３６やＮＩＣ（Network Interface Card）３７を有している。例えば、ユーザ端末３は、入出力インタフェース３６として半導体装置１等に接続するためのＵＳＢ等を備えている。ユーザ端末３及びウェブシミュレータ４は、ネットワーク５に接続するためのＮＩＣ３７としてイーサネット（登録商標）カード等を備えている。
図２８Ａは、ウェブシミュレータ４におけるシミュレーション制御部４１０の機能ブロックと、記憶部４２０に記憶される各種データを示している。なお、図２８Ａは一例であり、後述の図２９以降の処理や画面表示が実現できればその他の構成であってもよい。
シミュレーション制御部４１０は、ＣＰＵ３１がシミュレーションプログラムを実行することでシミュレーションのための各部の機能を実現している。図２８Ａに示すように、シミュレーション制御部４１０は、主に、ウェブページ処理部４１１、回路設定部４１２、パラメータ設定部４１３、シミュレーション実行部４１５、レジスタ情報生成部４１６を有している。さらに、シミュレーション実行部４１５は、物理量変換部（物理量対電気特性換算機能）４５０、自動設定部４５１、過渡解析部４５２、ＡＣ解析部４５３、フィルタ効果解析部４５４、同期検波解析部４５５を有している。
記憶部４２０は、ＨＤＤ３５やメモリ３４により実現されている。図２８Ａに示すように、記憶部４２０は、センサデータベース４２１、センサバイアス回路データベース４２２、コンフィギュラブルアナログ回路データベース４２３、ＡＦＥデータベース４２４、ウェブページ情報記憶部４２５、回路情報記憶部４２６、パラメータ記憶部４２７、結果情報記憶部４２８、レジスタ情報記憶部４２９、入力パターン記憶部４３０を有している。
センサデータベース４２１は、各種センサのデータシートを格納するデータベースである。センサのデータシートには、センサのタイプ（種類）や特性等の情報が含まれている。センサデータベース４２１には、センサとタイプ及び特性とが関連付けて記憶されている。
センサバイアス回路データベース４２２は、各種センサで使用可能なバイアス回路（バイアス方法）を格納するデータベースである。バイアス回路の情報として、バイアス回路を構成する素子や、各素子の接続関係、出力端子等の情報が含まれている。センサバイアス回路データベース４２２には、センサとバイアス回路とが関連付けて記憶されている。
コンフィギュラブルアナログ回路データベース４２３は、センサとセンサバイアス回路に最適なアナログ回路を選択するためのデータベースである。コンフィギュラブルアナログ回路の情報として、半導体装置１のコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や入力端子等の情報が含まれている。コンフィギュラブルアナログ回路データベース４２３には、センサ及びバイアス回路と、コンフィギュラブル・アンプ１１０の構成とが関連付けられている。
ＡＦＥデータベース４２４は、半導体装置１のデータシートを格納するデータベースである。特に、半導体装置１のＡＦＥ部１００のシミュレーションを行うため、データシートにはＡＦＥ部１００の構成や特性等の情報が含まれている。ＡＦＥデータベース４２４には、半導体装置１とＡＦＥ部１００の構成とが関連付けられている。例えば、ＡＦＥデータベース４２４には、上記のＴＹＰＥ０〜ＴＹＰＥ２の半導体装置１のデータシートが格納されている。
ウェブページ情報記憶部４２５は、ユーザ端末３のウェブブラウザ３００に各種画面を表示するためのウェブページ情報を記憶する。ウェブページ情報は、後述のように半導体装置１をシミュレーションするためのＧＵＩを含むウェブページ（画面）を表示するための情報である。
回路情報記憶部４２６は、シミュレーションの対象となる回路の回路情報を記憶する。この回路情報には、センサやバイアス回路、ＡＦＥ部１００の回路素子や各素子の接続関係の情報が含まれている。パラメータ記憶部４２７は、シミュレーション条件として、シミュレーションの実行に必要なパラメータを記憶する。このパラメータには、物理量などの入力情報や回路パラメータ等が含まれている。
結果情報記憶部４２８は、シミュレーションの実行結果である結果情報を記憶する。この結果情報には、過渡解析、ＡＣ解析、フィルタ効果解析、同期検波解析のシミュレーション結果として、ＡＦＥ部１００の各回路の入出力波形が含まれている。レジスタ情報記憶部４２９は、半導体装置１のレジスタ１８１に設定するレジスタ情報（構成情報）を記憶する。入力パターン記憶部４３９は、センサに入力する信号の複数の波形パターンの情報を記憶する。入力パターン記憶部４３９には、入力パターンとして、後述するような正弦波や方形波、三角波、ステップ応答などのパターンが記憶されている。
ウェブページ処理部（ウェブページ表示部）４１１は、ウェブページ情報記憶部４２５に記憶されたウェブページ情報を、ウェブサーバ４００を介してユーザ端末３へ送信することで、ウェブブラウザ３００にＧＵＩを含むウェブページ（画面）を表示し、さらに、ユーザによるウェブページのＧＵＩへの入力操作をユーザ端末３から受け付ける。
ウェブページ処理部４１１は、各画面を表示するための表示部を有している。すなわち、ウェブページ処理部４１１は、センサ表示部４１１ａ、バイアス回路表示部４１１ｂ、ＡＦＥ表示部４１１ｃ、入力パターン表示部４１１ｄを有している。センサ表示部４１１ａは、センサデータベース４２１を参照して、ユーザが選択したセンサのタイプに対応する複数のセンサを表示する。バイアス回路表示部４１１ｂは、センサバイアス回路データベース４２２を参照して、選択されたセンサに対応する複数のバイアス回路を表示する。ＡＦＥ表示部（半導体装置表示部）４１１ｃは、ＡＦＥデータベース４２４を参照して、設定された回路構成のコンフィギュラブル・アンプ１１０を有する複数の半導体装置１を表示する。入力パターン表示部４１１ｄは、入力パターン記憶部４３０に記憶されている複数の波形パターンを表示する。
回路設定部４１２は、ユーザによるウェブページ（画面）の入力操作に応じて、回路情報を生成し、回路情報記憶部４２６に記憶する。回路設定部４１２は、センサ、バイアス回路、半導体装置１の選択に応じて回路情報を生成する。例えば、回路設定部４１２は、センサ選択部４１２ａ、バイアス回路選択部４１２ｂ、ＡＦＥ設定選択部４１２ｃを有している。
センサ選択部４１２ａは、センサ表示部４１１ａが表示した、センサデータベース４２１に含まれる複数のセンサからユーザ操作により選択されたセンサの情報に基づいて回路情報を生成する。バイアス回路選択部４１２ｂは、バイアス回路表示部４１１ｂが表示した、選択されたセンサに適した複数のバイアス回路からユーザ操作により選択されたバイアス回路の情報に基づいて回路情報を生成する。ＡＦＥ設定選択部（回路構成設定部）４１２ｃは、コンフィギュラブルアナログ回路データベース４２３を参照し、選択されたセンサ及びバイアス回路に適したコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成及び接続関係を特定し、回路情報を生成する。また、ＡＦＥ設定選択部（半導体装置選択）４１２ｃは、ＡＦＥ表示部４１１ｃが表示した、ＡＦＥデータベース４２４に含まれる複数の半導体装置１からユーザ操作により選択された半導体装置１の情報に基づいて回路情報を生成する。
パラメータ設定部４１３は、ユーザによるウェブページ（画面）の入力操作に応じて、シミュレーションを実行するためのパラメータを生成し、パラメータ記憶部４２７に記憶する。パラメータ設定部（入力パターン選択部）４１３は、入力パターン表示部４１１ｄが表示した複数の波形パターンの中からユーザの操作にしたがって選択された、センサに入力される物理量の入力パターンの情報を生成する。
シミュレーション実行部４１５は、回路情報記憶部４２６及びパラメータ記憶部４２７を参照し、記憶されている回路情報及びパラメータに基づいてシミュレーションを実行する。
物理量変換部４５０は、センサの入力情報である物理量をセンサ出力の電気信号に変換する。物理量変換部４５０は、パラメータ記憶部４２７を参照し、設定された物理量の入力パターンにしたがい、時系列の順に変動する物理量に対応してセンサの出力信号を生成する。
自動設定部（回路特性設定部）４５１は、ＡＦＥ部１００の回路特性を自動的に設定し、設定したパラメータをパラメータ記憶部４２７に記憶する。自動設定部４５１は、回路情報記憶部４２６を参照し、設定されたセンサ及びバイアス回路、コンフィギュラブル・アンプ１１０の回路構成において、自動的に適切なコンフィギュラブル・アンプ１１０のゲイン・オフセットを設定する。自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の動作をシミュレーションし、最適なゲイン・オフセットとなるように、コンフィギュラブル・アンプ１１０のＤＡＣ電圧やゲイン等のパラメータを調整する。
過渡解析部４５２は、過渡特性を解析するためＡＦＥ部１００の入出力特性をシミュレーションし、シミュレーション結果を結果情報記憶部４２８に記憶する。過渡解析部４５２は、回路情報記憶部４２６及びパラメータ記憶部４２７を参照し、各パラメータをシミュレーション条件として設定された構成の回路動作をシミュレーションし、入出力特性を示す波形を生成する。過渡解析部４５２は、時系列に入力される物理量の入力パターンについて物理量変換部４５０が変換したセンサ出力信号をＡＦＥ部１００の入力信号として、ＡＦＥ部１００の動作をシミュレーションし、ＡＦＥ部１００の各回路の時系列の出力信号を生成する。
ＡＣ解析部４５３は、ＡＣ特性を解析するためＡＦＥ部１００の周波数特性をシミュレーションし、シミュレーション結果を結果情報記憶部４２８に記憶する。ＡＣ解析部４５３は、回路情報記憶部４２６及びパラメータ記憶部４２７を参照し、各パラメータをシミュレーション条件として設定された構成の回路動作をシミュレーションし、周波数特性を示す波形を生成する。ＡＣ解析部４５３は、周波数ごとに物理量の入力パターンを生成し、物理量変換部４５０が変換したセンサ出力信号をＡＦＥ部１００の入力信号として、ＡＦＥ部１００の動作をシミュレーションし、ＡＦＥ部１００の各回路の周波数ごとの出力信号を生成する。
フィルタ効果解析部４５４は、フィルタ効果を解析するためノイズが発生する環境におけるＡＦＥ部１００の入出力特性をシミュレーションし、シミュレーション結果を結果情報記憶部４２８に記憶する。フィルタ効果解析部４５４は、回路情報記憶部４２６及びパラメータ記憶部４２７を参照し、各パラメータをシミュレーション条件として設定された構成の回路動作をシミュレーションし、ノイズ環境における入出力特性を示す波形を生成する。フィルタ効果解析部４５４は、時系列に入力される物理量の入力パターンにノイズを付加し、ノイズを付加した信号を物理量変換部４５０が変換したセンサ出力信号をＡＦＥ部１００の入力信号として、ＡＦＥ部１００の動作をシミュレーションし、ＡＦＥ部１００の各回路の時系列の出力信号を生成する。
同期検波解析部４５５は、同期検波動作を解析するためＡＦＥ部１００の同期検波動作をシミュレーションし、シミュレーション結果を結果情報記憶部４２８に記憶する。同期検波解析部４５５は、回路情報記憶部４２６及びパラメータ記憶部４２７を参照し、各パラメータをシミュレーション条件として設定された構成の回路動作をシミュレーションし、同期検波動作を示す波形を生成する。同期検波解析部４５５は、時系列に入力される物理量の入力パターンと、図１６で示したような同期クロックを入力として、ＡＦＥ部１００の動作をシミュレーションし、ＡＦＥ部１００の各回路の時系列の出力信号を生成する。
レジスタ情報生成部４１６は、半導体装置１のレジスタ１８１に設定するレジスタ情報を生成し、レジスタ情報記憶部４２９に記憶する。レジスタ情報生成部４１６は、回路情報記憶部４２６及びパラメータ記憶部４２７を参照し、シミュレーション対象として設定されているＡＦＥ部１００の回路構成及び回路特性に応じてレジスタ情報を生成する。
また、図２８Ｂや図２８Ｃのように、図２８Ａに示したブロックのうちの一部のブロックによりウェブシミュレータ４を構成してもよい。例えば、図２８Ｂに示すように、ウェブシミュレータ４は、図２８Ａの構成のうち少なくとも、センサバイアス回路データベース４２２、センサ選択部４１２ａ、バイアス回路表示部４１２ｂ、バイアス回路選択部４１２ｂ、回路構成設定部（ＡＦＥ設定選択部）４１２ｃ、シミュレーション実行部４１５を備えている。
すなわち、図２８Ｂでは、センサ選択部４１２ａが、半導体装置１に接続するセンサを選択する。センサバイアス回路データベース４２２が、センサと当該センサにバイアス信号を供給する複数のバイアス回路とを関連付けて記憶し、バイアス回路表示部４１２ｂが、センサバイアス回路データベース４２２を参照して、選択されたセンサに対応する複数のバイアス回路を表示する。バイアス回路選択部４１２ｂが、表示した複数のバイアス回路の中からユーザの操作に従い、選択されたセンサに接続するバイアス回路を選択し選択されたセンサに接続するバイアス回路を選択する。回路構成設定部４１２ｃが、選択されたセンサ及びバイアス回路に接続する半導体装置１の回路構成を設定する。シミュレーション実行部４１５が、選択されたセンサ及びバイアス回路と設定された回路構成の半導体装置１とを接続した接続回路のシミュレーションを実行する。少なくとも、図２８Ｂのようにウェブシミュレータ４を構成することで、センサに応じた複数のバイアス回路から最適なバイアス回路を選択し、効果的にシミュレーションを行うことができる。
また、図２８Ｃに示すように、ウェブシミュレータ４は、図２８Ａの構成のうち少なくとも、入力パターン記憶部４３０と、回路構成設定部（ＡＦＥ設定部）４１２ｃと、入力パターン表示部４１１ｄと、入力パターン選択部（パラメータ設定部）４１３と、シミュレーション実行部４１５を備えている。
すなわち、図２８Ｃでは、回路構成設定部４１２ｃが、半導体装置１に接続するセンサに応じて半導体装置１の回路構成を設定する。入力パターン記憶部４３０が、センサに入力する信号の複数の波形パターンを記憶し、入力パターン表示部４１１ｄが、入力パターン記憶部４３０に記憶されている複数の波形パターンを表示する。入力パターン選択部４１３が、表示した複数の波形パターンの中からユーザの操作に従い、センサに入力する信号の波形パターンを選択する。シミュレーション実行部４１５が、選択された波形パターンを入力条件として、センサと設定された回路構成のアナログフロントエンド回路とを接続した接続回路のシミュレーションを実行する。少なくとも、図２８Ｃのようにウェブシミュレータ４を構成することで、センサに入力する波形パターンから所望のパターンを選択し、効果的にシミュレーションを行うことができる。
次に、図２９〜図３７を用いて、本実施の形態に係るシミュレーションシステムで実行されるシミュレーション方法について説明する。このシミュレーション方法は、主に図２６〜図２８のウェブシミュレータ４で各処理が実行され、ユーザ端末３の表示装置に画面表示を行うことで実現されるため、以下ではウェブシミュレータ４で実行される処理について説明する。
図２９のフローチャートは、本実施の形態に係るシミュレーション処理の全体の流れを示している。このシミュレーション処理では、まず、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にガイダンス画面を表示させる（Ｓ１０１）。ユーザ端末３のウェブブラウザ３００において、ユーザがウェブシミュレータ４のＵＲＬを指定すると、ウェブブラウザ３００がウェブサーバ４００にアクセスし、ウェブシミュレータ４においてシミュレーションプログラムが起動する。そうすると、ウェブページ処理部４１１は、起動ページであるガイダンス画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にガイダンス画面を表示させる。
次いで、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にセンサ選択画面を表示させ、ユーザがセンサを選択する（Ｓ１０２）。Ｓ１０１のガイダンス画面において、ユーザがセンサを選択するための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１は、センサを選択するためのセンサ選択画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にセンサ選択画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、ユーザがセンサタイプなどの絞り込み条件（検索条件もしくはフィルタ条件）を指定すると、センサデータベース４２１から絞り込み条件に該当するセンサを抽出し、抽出したセンサのリストをセンサ選択画面に表示する。センサ選択画面において表示されたセンサリストの中からユーザが使用するセンサを選択すると、回路設定部４１２（センサ選択部４１２ａ）は、選択されたセンサをシミュレーション対象の回路として回路情報記憶部４２６に記憶する。
次いで、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にバイアス回路選択画面を表示させ、ユーザがバイアス回路を選択する（Ｓ１０３）。Ｓ１０２のセンサ選択画面において、ユーザがバイアス回路を設定するための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はバイアス回路選択画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にバイアス回路選択画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、センサバイアス回路データベース４２２を参照し、Ｓ１０２で選択したセンサに適した複数のバイアス回路を抽出し、バイアス回路選択画面に表示する。バイアス回路選択画面において表示された複数のバイアス回路の中からユーザがバイアス回路を選択すると、回路設定部４１２（バイアス回路選択部４１２ｂ）は、選択されたバイアス回路をシミュレーション対象の回路として回路情報記憶部４２６に記憶する。
次いで、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３に物理量入力画面を表示させ、ユーザが物理量を入力する（Ｓ１０４）。Ｓ１０２のセンサ選択画面やＳ１０３のバイアス回路選択画面において、ユーザがセンサの物理量を入力するための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はユーザがセンサの物理量を入力するための物理量入力画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００に物理量入力画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、センサに入力する物理量を時系列に入力するための複数の入力パターン（入力波形）を物理量入力画面に表示し、ユーザがシミュレーションで使用する入力パターンを選択する。また、ウェブページ処理部４１１は、センサデータベース４２１を参照し、選択されたセンサに応じた物理量の入力範囲を物理量入力画面に表示し、ユーザが物理量の入力範囲を設定する。物理量入力画面において、ユーザがセンサに入力する物理量の入力パターンと入力範囲を入力すると、パラメータ設定部４１３は、入力されたパラメータをパラメータ記憶部４２７に設定する。
次いで、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にＡＦＥ選択画面を表示させ、ユーザがＡＦＥ（半導体装置）を選択する（Ｓ１０５）。Ｓ１０１のガイダンス画面やＳ１０２のセンサ選択画面等において、ユーザが半導体装置１（ＡＦＥ部１００）を選択するための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はユーザが半導体装置１を選択するためのＡＦＥ選択画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にＡＦＥ選択画面を表示させる。
ウェブページ処理部４１１は、ＡＦＥデータベース４２４を参照し、選択されたセンサ及びバイアス回路に適したコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成を含む半導体装置１を抽出する。このとき、コンフィギュラブルアナログ回路データベース４２３を参照し、選択されたセンサ及びバイアス回路に適したコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成を決定し、決定した構成のコンフィギュラブル・アンプ１１０を含む半導体装置１を抽出する。さらに、ウェブページ処理部４１１は、ユーザが半導体装置１の構成などの絞り込み条件を指定すると、ＡＦＥデータベース４２４から絞り込み条件に該当する半導体装置１を抽出し、抽出した半導体装置１のリストをＡＦＥ選択画面に表示する。ＡＦＥ選択画面において表示された半導体装置１のリストの中からユーザが使用する半導体装置１（ＡＦＥ部１００）を選択すると、回路設定部４１２（ＡＦＥ設定選択部４１２ｃ）は、選択された半導体装置１のＡＦＥ部１００をシミュレーション対象の回路として回路情報記憶部４２６に記憶する。
次いで、回路設定部４１２は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の構成と接続関係を決定する（Ｓ１０６）。Ｓ１０２〜Ｓ１０３でセンサ及びバイアス回路が選択され、Ｓ１０５で半導体装置１が選択されると、回路設定部４１２は、コンフィギュラブルアナログ回路データベース４２３を参照し、選択されたセンサ及びバイアス回路に適したコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成を決定し、センサ及びバイアス回路とコンフィギュラブル・アンプ１１０との接続関係（接続端子）を決定する。回路設定部４１２（ＡＦＥ設定選択部４１２ｃ）は、決定したコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成と接続関係の情報を回路情報記憶部４２６に記憶する。
次いで、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にセンサＡＦＥ接続画面を表示させ、ユーザがセンサとＡＦＥ（半導体装置１）とを接続する（Ｓ１０７）。Ｓ１０５のＡＦＥ選択画面において、ユーザがセンサと半導体装置１を接続するための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はユーザがセンサと半導体装置１とを接続するためのセンサＡＦＥ接続画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にセンサＡＦＥ接続画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、選択されたセンサ及びバイアス回路の出力端子と、選択された半導体装置１（ＡＦＥ部１００）の入力端子とを表示し、ユーザがセンサ及びバイアス回路と半導体装置１との接続関係を選択できるように表示する。さらに、デフォルトの接続状態として、Ｓ１０６で決定した接続関係によりセンサ及びバイアス回路と半導体装置１とを接続するように、接続関係を表示する。センサＡＦＥ接続画面において、ユーザがセンサと半導体装置１との接続関係を選択すると、回路設定部４１２は、選択された接続関係をシミュレーション対象の回路の接続関係として回路情報記憶部４２６に記憶する。
次いで、自動設定部４５１は、自動設定処理を実行する（Ｓ１０８）。Ｓ１０２〜Ｓ１０７でセンサ及びバイアス回路、コンフィギュラブル・アンプ１１０の構成及び接続関係が決定すると、自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０のデフォルト値を自動的に設定するため、自動設定処理を実行する。この自動設定処理の詳細については後述する。自動設定部４５１は、自動設定処理により設定されたコンフィギュラブル・アンプ１１０のＤＡＣ出力やゲイン等のパラメータをパラメータ記憶部４２７に記憶する。
次いで、シミュレーション実行部４１５は、シミュレーション実行処理を行う（Ｓ１０９）。Ｓ１０２〜Ｓ１０８でセンサ及びバイアス回路、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）の構成及び接続関係が決定すると、シミュレーション実行部４１５はユーザの操作にしたがって過渡解析、ＡＣ解析、フィルタ効果解析、同期検波解析などのためシミュレーションを実行する。このシミュレーション実行処理の詳細については後述する。シミュレーション実行部４１５は、シミュレーション実行処理により得られたシミュレーション結果を結果情報記憶部４２８に記憶する。
次いで、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３に部品リスト画面を表示させる（Ｓ１１０）。Ｓ１０１のガイダンス画面やＳ１０９のシミュレーション画面（後述）において、ユーザが部品リスト（ＢＯＭ：Bills of Materials）を表示するための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１は部品リストを表示するための部品リスト画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００に部品リスト画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、回路情報記憶部４２６を参照し、シミュレーション対象に選択されたセンサ及び半導体装置１を含む部品リストを部品リスト画面に表示する。表示する部品リストは部品の購入サイトにリンクが設定されており、部品リスト画面において、ユーザが部品を選択すると部品の購入サイトにアクセスされ、部品を購入することができる。
次いで、レジスタ情報生成部４１６は、レジスタ情報を生成する（Ｓ１１１）。Ｓ１０２〜Ｓ１０９で半導体装置１（ＡＦＥ部１００）の回路構成及びパラメータ（回路特性）が決定すると、レジスタ情報生成部４１６は半導体装置１のレジスタ１８１に設定するためのレジスタ情報を生成する。レジスタ情報生成部４１６は、回路情報記憶部４２６及びパラメータ記憶部４２７を参照して半導体装置１の回路構成及びパラメータに基づいてレジスタ情報を生成し、生成したレジスタ情報をレジスタ情報記憶部４２９に記憶する。レジスタ情報はレポート画面に表示されるため、Ｓ１１１のレジスタ情報の生成は、レポート画面の表示までに実行されていればよい。
次いで、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にレポート画面を表示させる（Ｓ１１２）。Ｓ１０１のガイダンス画面やＳ１０９のシミュレーション画面等において、ユーザがシミュレーション結果を出力するための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はシミュレーション結果を含むレポート画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にレポート画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、結果情報記憶部４２８を参照し、シミュレーション結果をレポート画面に表示する。また、ウェブページ処理部４１１は、回路情報記憶部４２６、パラメータ記憶部４２７、レジスタ情報記憶部４２９を参照し、シミュレーション対象のセンサ及びバイアス回路、半導体装置１の回路構成、接続関係、パラメータを表示し、半導体装置１のレジスタ情報も表示する。さらに、レポート画面において、ユーザの操作に応じてレジスタ情報をユーザ端末３へダウンロードすることができる。
図３０は、本実施の形態に係るシミュレーション実行処理を示しており、図２９のＳ１０９の処理に相当する。まず、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にシミュレーション画面を表示させる（Ｓ２０１）。図２９のＳ１０９においてシミュレーション実行処理が開始されると、ウェブページ処理部４１１はシミュレーションを実行するためのシミュレーション画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にシミュレーション画面を表示させる。
Ｓ２０１のシミュレーション画面におけるユーザの操作に応じて、以下のＳ２０３〜Ｓ２１０の各処理が実行される（Ｓ２０２）。これらの処理は、シミュレーション画面が表示されている間繰り返し実行されている。
シミュレーション画面においてユーザがパラメータ入力のための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にパラメータ入力のための画面表示を行い、ユーザがシミュレーションに必要なパラメータを入力する（Ｓ２０３）。シミュレーション画面において、ユーザがパラメータ入力のためのパラメータ入力ボタン等をクリックすると、ウェブページ処理部４１１は、パラメータ入力画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にパラメータ入力画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、パラメータ記憶部４２７に既に設定されているパラメータやデフォルト値をパラメータ入力画面に表示する。パラメータ入力画面において、ユーザがパラメータを入力し決定すると、パラメータ設定部４１３は、パラメータをパラメータ記憶部４２７に記憶する。
シミュレーション画面においてユーザがコンフィギュラブル・アンプ１１０の設定のための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にアンプ設定画面を表示させ、ユーザがコンフィギュラブル・アンプ１１０の設定を行う（Ｓ２０４）。シミュレーション画面において、ユーザがアンプのアイコン等をクリックすると、ウェブページ処理部４１１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の詳細を設定するためのアンプ設定画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にアンプ設定画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、回路情報記憶部４２６に既に設定されているアンプの回路構成をアンプ設定画面に表示する。アンプ設定画面において、ユーザがコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成を設定し決定すると、回路設定部４１２は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の回路情報を回路情報記憶部４２６に設定する。
シミュレーション画面においてユーザがセンサの設定のための操作を行うと、ウェブページ処理部４１１はユーザ端末３にセンサ設定画面を表示させ、ユーザがセンサの設定を行う（Ｓ２０５）。シミュレーション画面において、ユーザがセンサの設定ボタン等をクリックすると、ウェブページ処理部４１１は、センサ設定画面のウェブページ情報をユーザ端末３へ送信し、ウェブブラウザ３００にセンサ設定画面を表示させる。ウェブページ処理部４１１は、回路情報記憶部４２６に既に設定されているセンサの情報をセンサ設定画面に表示する。センサ設定画面において、ユーザがセンサの情報を設定し決定すると、回路設定部４１２は、センサの回路情報を回路情報記憶部４２６に設定する。
シミュレーション画面において、ユーザが自動設定のための操作を行うと自動設定処理を実行し（Ｓ２０６）、ユーザが過渡解析のための操作を行うと過渡解析処理を実行し（Ｓ２０７）、ユーザがＡＣ解析のための操作を行うとＡＣ解析処理を実行し（Ｓ２０８）、ユーザがフィルタ効果解析のための操作を行うとフィルタ効果解析処理を実行し（Ｓ２０９）、ユーザが同期検波解析のための操作を行うと同期検波解析処理を実行する（Ｓ２１０）。これらの各処理について以下に説明する。
図３１は、本実施の形態に係る自動設定処理を示しており、図２９のＳ１０８，図３０のＳ２０６の処理に相当する。例えば、シミュレーション画面においてユーザが自動設定ボタンをクリックすると自動設定処理が開始される。
まず、自動設定部４５１は、自動設定を行うコンフィギュラブル・アンプ１１０のターゲット範囲を取得する（Ｓ３０１）。自動設定部４５１は、ＡＦＥデータベース４２４を参照し、半導体装置１内のコンフィギュラブル・アンプ１１０の出力動作が可能なターゲット範囲（ダイナミックレンジ）を取得する。
次いで、自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の入力に接続されるＤＡＣを初期設定し（Ｓ３０２）コンフィギュラブル・アンプ１１０のゲインを初期設定する（Ｓ３０３）。自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の入力信号がセンター値（中央値）となるようにＤＡＣの出力電圧を初期設定する。また、自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０のゲインを任意の値に初期設定する。
次いで、自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０のシミュレーションを実行する（Ｓ３０４）。自動設定部４５１は、センサの出力信号、ＤＡＣの出力電圧、コンフィギュラブル・アンプ１１０のゲインをシミュレーション条件に設定して、コンフィギュラブル・アンプ１１０の動作をシミュレーションする。例えば、自動設定部４５１は、センサの出力信号の最小値、最大値やセンター値をコンフィギュラブル・アンプ１１０に入力したときの、コンフィギュラブル・アンプ１１０の出力信号を算出する。
次いで、自動設定部４５１は、ＤＡＣの出力電圧を調整する（Ｓ３０５）。自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の出力電圧のセンター値が電源電圧のセンター値となるようにＤＡＣの出力電圧を調整する。自動設定部４５１は、コンフィギュラブル・アンプ１１０の出力電圧のセンター値と電源電圧のセンター値とを比較し、比較結果に大小応じて、ＤＡＣの出力電圧を大きく、または、小さくする。
次いで、自動設定部４５１は、シミュレーション結果がコンフィギュラブル・アンプ１１０のターゲット範囲内かどうか判定する（Ｓ３０６）。自動設定部４５１は、シミュレーションによるコンフィギュラブル・アンプ１１０の出力信号の最小値及び最大値とターゲット範囲を比較する。入力信号が最小値のときのコンフィギュラブル・アンプ１１０の出力信号とターゲット範囲の最小値とを比較し、ターゲット範囲の最小値よりもシミュレーション結果の方が小さい場合に範囲外と判定し、シミュレーション結果の方が大きい場合に範囲内と判定する。入力信号が最大値のときのコンフィギュラブル・アンプ１１０の出力信号とターゲット範囲の最大値とを比較し、ターゲット範囲の最大値よりもシミュレーション結果の方が大きい場合に範囲外と判定し、シミュレーション結果の方が小さい場合に範囲内と判定する。
シミュレーション結果がコンフィギュラブル・アンプ１１０のターゲット範囲外の場合、自動設定部４５１はアンプのゲインを再設定する（Ｓ３０７）。例えば、コンフィギュラブル・アンプ１１０の出力信号の最小値がターゲット範囲の最小値よりも小さい場合、アンプのゲインを大きくし、コンフィギュラブル・アンプ１１０の出力信号の最大値がターゲット範囲の最大値よりも大きい場合、アンプのゲインを小さくする。そして、再度コンフィギュラブル・アンプ１１０のシミュレーションを実行（Ｓ３０４）、ＤＡＣの調整（Ｓ３０５）、ターゲット範囲の判定（Ｓ３０６）を繰り返す。
シミュレーション結果がコンフィギュラブル・アンプ１１０のターゲット範囲内の場合、自動設定部４５１は、適切なゲイン・オフセットが設定されたため、自動設定処理を終了する。このときのコンフィギュラブル・アンプ１１０のゲイン及びＤＡＣの設定情報を、パラメータ記憶部４２７に記憶する。
図３２及び図３３を用いて、自動設定処理の具体例について説明する。図３２は、コンフィギュラブル・アンプ１１０で１つのＤＡＣを使用して非反転アンプを構成した場合の例であり、図１３と同様の回路構成である。すなわち、図３２のコンフィギュラブル・アンプ１１０では、オペアンプＯＰ１の反転入力端子に抵抗Ｒ１を介してＤＡＣ２を接続し、オペアンプＯＰ１の出力端子と反転入力端子とを抵抗Ｒ２を介してフィードバック接続し、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子にセンサ２を接続する。
図３２のコンフィギュラブル・アンプ１１０を自動設定する場合、まず、ＤＡＣ２の出力電圧を、センサの出力電圧（Ｖｉｎ±ｘ）のセンター値に設定し（Ｓ３０２）、オペアンプＯＰ１のゲインを任意に設定する（Ｓ３０３）。
次いで、オペアンプＯＰ１の動作をシミュレーションしつつＤＡＣ２の出力電圧を調整する（Ｓ３０４，Ｓ３０５）。オペアンプＯＰ１の出力電圧がＶｃｃのセンター値（Ｖｃｃ／２）となるようにＤＡＣ２の出力電圧を調整する。
次いで、コンフィギュラブル・アンプ１１０のターゲット範囲は例えばＶｃｃ／２±０．８Ｖ〜Ｖｃｃ／２±１Ｖであり、オペアンプＯＰ１の出力電圧がターゲット範囲内かどうか判定する（Ｓ３０６）。オペアンプＯＰ１の出力電圧がターゲット範囲内であれば自動設定処理を終了し、ターゲット範囲外であれば、ターゲット範囲内となるまでオペアンプＯＰ１のゲイン再設定（Ｓ３０７）、ＤＡＣ調整（Ｓ３０５）を繰り返す。
図３３は、コンフィギュラブル・アンプ１１０で２つのＤＡＣを使用して差動アンプを構成した場合の例であり、図１０と同様の回路構成である。すなわち、図３３のコンフィギュラブル・アンプ１１０では、オペアンプＯＰ１の反転入力端子に抵抗Ｒ１を介してＤＡＣ２を接続し、オペアンプＯＰ１の出力端子と反転入力端子とを抵抗Ｒ２を介してフィードバック接続し、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に抵抗Ｒ３を介してセンサ２を接続するとともに抵抗Ｒ４を介してＤＡＣ１を接続する。
図３３のコンフィギュラブル・アンプ１１０を自動設定する場合、まず、ＤＡＣ１の出力電圧をＶＣＣのセンター値（Ｖｃｃ／２＝２．５Ｖ）に設定し、ＤＡＣ２をセンサの出力電圧（Ｖｉｎ±ｘ）のセンター値に設定する（Ｓ３０２）。そして、オペアンプＯＰ１のゲインを任意に設定する（Ｓ３０３）。
次いで、オペアンプＯＰ１の動作をシミュレーションしつつＤＡＣ１の出力電圧を調整する（Ｓ３０４，Ｓ３０５）。オペアンプＯＰ１の出力電圧がＶｃｃのセンター値（Ｖｃｃ／２）となるようにＤＡＣ１の出力電圧を調整する。
次いで、コンフィギュラブル・アンプ１１０のターゲット範囲は例えばＶｃｃ／２±０．８Ｖ〜Ｖｃｃ／２±１Ｖであり、オペアンプＯＰ１の出力電圧がターゲット範囲内かどうか判定する（Ｓ３０６）。オペアンプＯＰ１の出力電圧がターゲット範囲内であれば自動設定処理を終了し、ターゲット範囲外であれば、ターゲット範囲内となるまでオペアンプＯＰ１のゲイン再設定（Ｓ３０７）、ＤＡＣ調整（Ｓ３０５）を繰り返す。
図３４は、本実施の形態に係る過渡解析処理を示しており、図３０のＳ２０７の処理に相当する。例えば、シミュレーション画面においてユーザが過渡解析ボタンをクリックすると過渡解析処理が開始される。
まず、過渡解析部４５２は、シミュレーションを行う回路の回路情報を取得する（Ｓ３１１）。過渡解析部４５２は、回路情報記憶部４２６を参照し、センサ及びバイアス回路、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）の回路構成及び接続関係を取得する。
次いで、過渡解析部４５２は、シミュレーションを行うためのパラメータを取得する（Ｓ３１２）。過渡解析部４５２は、パラメータ記憶部４２７を参照し、センサに入力される物理量の入力パターンや、シミュレーションする回路のパラメータを取得する。
次いで、過渡解析部４５２は、センサに入力される物理量を初期設定する（Ｓ３１３）。過渡解析部４５２は、センサに入力される物理量の入力パターンにより、最初に入力される物理量を設定する。物理量は時系列順に入力するため、時刻情報も初期化する。
次いで、過渡解析部４５２は、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）のシミュレーションを実行する（Ｓ３１４）。物理量変換部４５０が入力される物理量に対応したセンサの出力信号を算出し、過渡解析部４５２は、このセンサの出力信号やアンプのゲイン等をシミュレーション条件として、半導体装置１の動作をシミュレーションする。
次いで、過渡解析部４５２は、シミュレーションの結果を記憶する（Ｓ３１５）。過渡解析部４５２は、シミュレーションの結果として半導体装置１の各回路の出力信号を、現在の時刻情報と対応させて結果情報記憶部４２８に記憶する。
次いで、過渡解析部４５２は、物理量の入力パターンが終了かどうか判定する（Ｓ３１６）。過渡解析部４５２は、現在の時刻情報と、物理量の入力パターンが終了する最大時刻とを比較し、物理量の入力が終了かどうか判定する。
物理量の入力パターンが終了ではない場合、過渡解析部４５２は入力する物理量を更新する（Ｓ３１７）。過渡解析部４５２は、時刻情報を次の時刻に進め、入力パターンから時刻に対応する物理量を設定する。更新した物理量により、シミュレーション実行（Ｓ３１４）、結果記憶（Ｓ３１５）を行い、物理量の入力パターンが終了するまで繰り返す。
物理量の入力パターンが終了の場合、過渡解析部４５２はシミュレーション結果を表示し（Ｓ３１８）、過渡解析処理を終了する。過渡解析部４５２は、結果情報記憶部４２８を参照し、記憶しておいたシミュレーション結果を時系列順に並べてプロットした信号の波形をシミュレーション画面に表示する。
図３５は、本実施の形態に係るＡＣ解析処理を示しており、図３０のＳ２０８の処理に相当する。例えば、シミュレーション画面においてユーザがＡＣ解析ボタンをクリックするとＡＣ解析処理が開始される。
まず、ＡＣ解析部４５３は、シミュレーションを行う回路の回路情報を取得する（Ｓ３２１）。ＡＣ解析部４５３は、回路情報記憶部４２６を参照し、センサ及びバイアス回路、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）の回路構成及び接続関係を取得する。
次いで、ＡＣ解析部４５３は、シミュレーションを行うためのパラメータを取得する（Ｓ３２２）。ＡＣ解析部４５３は、パラメータ記憶部４２７を参照し、センサに入力される物理量の入力パターンや、シミュレーションする回路のパラメータを取得する。
次いで、ＡＣ解析部４５３は、センサに入力される物理量の値を設定する。次にＡＣ解析を行う周波数を初期設定する（Ｓ３２３）。ＡＣ解析部４５３は、ＡＣ解析の周波数の初期値として最小値または最大値に設定する。
次いで、ＡＣ解析部４５３は、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）のシミュレーションを実行する（Ｓ３２４）。物理量変換部４５０が入力される物理量に対応したセンサの出力信号を算出し、ＡＣ解析部４５３は、このセンサの出力信号やアンプのゲイン等をシミュレーション条件として、半導体装置１の動作をシミュレーションする。
次いで、ＡＣ解析部４５３は、シミュレーションの結果を記憶する（Ｓ３２５）。ＡＣ解析部４５３は、シミュレーションの結果として半導体装置１の各回路の出力信号を、現在の周波数情報と対応させて結果情報記憶部４２８に記憶する。
次いで、ＡＣ解析部４５３は、ＡＣ解析の周波数が終了かどうか判定する（Ｓ３２６）。ＡＣ解析部４５３は、現在のＡＣ解析の周波数情報と、ＡＣ解析の周波数情報の最大値または最小値とを比較し、ＡＣ解析の周波数の入力が終了かどうか判定する。
ＡＣ解析の周波数が終了ではない場合、ＡＣ解析部４５３２は周波数を更新する（Ｓ３２７）。ＡＣ解析部４５３は、周波数情報を次の周波数に更新し、更新した周波数においてシミュレーションの実行（Ｓ３２４）、結果記憶（Ｓ３２５）を行い、周波数が終了となるまで繰り返す。
ＡＣ解析の周波数が終了の場合、ＡＣ解析部４５３はシミュレーション結果を表示し（Ｓ３２８）、ＡＣ解析処理を終了する。ＡＣ解析部４５３は、結果情報記憶部４２８を参照し、記憶しておいたシミュレーション結果を周波数順に並べてプロットした信号の波形をシミュレーション画面に表示する。
図３６は、本実施の形態に係るフィルタ効果解析処理を示しており、図３０のＳ２０９の処理に相当する。例えば、シミュレーション画面においてユーザがフィルタ効果ボタンをクリックするとフィルタ効果解析処理が開始される。
まず、フィルタ効果解析部４５４は、シミュレーションを行う回路の回路情報を取得する（Ｓ３３１）。フィルタ効果解析部４５４は、回路情報記憶部４２６を参照し、センサ及びバイアス回路、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）の回路構成及び接続関係を取得する。
次いで、フィルタ効果解析部４５４は、シミュレーションを行うためのパラメータを取得する（Ｓ３３２）。フィルタ効果解析部４５４は、パラメータ記憶部４２７を参照し、センサに入力される物理量の入力パターンや、シミュレーションする回路のパラメータを取得する。
次いで、フィルタ効果解析部４５４は、物理量の入力パターンにノイズを付加する（Ｓ３３３）。フィルタ効果解析部４５４は、フィルタ効果のシミュレーションを行うために、ノイズパターンを生成し、センサに入力される物量の入力パターンにノイズを付加する。
次いで、フィルタ効果解析部４５４は、センサに入力される物理量を初期設定する（Ｓ３３４）。フィルタ効果解析部４５４は、ノイズを付加した物理量の入力パターンにより、最初に入力される物理量を設定する。物理量は時系列順に入力するため、時刻情報も初期化する。
次いで、フィルタ効果解析部４５４は、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）のシミュレーションを実行する（Ｓ３３５）。物理量変換部４５０が入力される物理量に対応したセンサの出力信号を算出し、フィルタ効果解析部４５４は、このセンサの出力信号やアンプのゲイン等をシミュレーション条件として、半導体装置１の動作をシミュレーションする。
次いで、フィルタ効果解析部４５４は、シミュレーションの結果を記憶する（Ｓ３３６）。フィルタ効果解析部４５４は、シミュレーションの結果として半導体装置１の各回路の出力信号を、現在の時刻情報と対応させて結果情報記憶部４２８に記憶する。
次いで、フィルタ効果解析部４５４は、物理量の入力パターンが終了かどうか判定する（Ｓ３３７）。フィルタ効果解析部４５４は、現在の時刻情報と、ノイズを付加した物理量の入力パターンが終了する最大時刻とを比較し、物理量の入力が終了かどうか判定する。
物理量の入力パターンが終了ではない場合、フィルタ効果解析部４５４は物理量を更新する（Ｓ３３８）。フィルタ効果解析部４５４は、時刻情報を次の時刻に進め、ノイズを付加した入力パターンから時刻に対応する物理量を設定する。更新した物理量により、シミュレーション実行（Ｓ３３５）、結果記憶（Ｓ３３６）を行い、物理量の入力パターンが終了するまで繰り返す。
物理量の入力パターンが終了の場合、フィルタ効果解析部４５４はシミュレーション結果を表示し（Ｓ３３９）、フィルタ効果解析処理を終了する。フィルタ効果解析部４５４は、結果情報記憶部４２８を参照し、記憶しておいたシミュレーション結果を時系列順に並べてプロットした信号の波形をシミュレーション画面に表示する。
図３７は、本実施の形態に係る同期検波解析処理を示しており、図３０のＳ２１０の処理に相当する。例えば、シミュレーション画面においてユーザが同期検波ボタンをクリックすると過渡解析処理が開始される。
まず、同期検波解析部４５５は、シミュレーションを行う回路の回路情報を取得する（Ｓ３４１）。同期検波解析部４５５は、回路情報記憶部４２６を参照し、センサ及びバイアス回路、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）の回路構成及び接続関係を取得する。
次いで、同期検波解析部４５５は、シミュレーションを行うためのパラメータを取得する（Ｓ３４２）。同期検波解析部４５５は、パラメータ記憶部４２７を参照し、センサに入力される物理量の入力パターンや、シミュレーションする回路のパラメータを取得する。
次いで、同期検波解析部４５５は、入力される同期検波パターンを初期設定する（Ｓ３４３）。同期検波解析部４５５は、センサに入力される物理量の入力パターンにより、最初に入力される物理量を設定する。また、同期検波パターンとして、同期検波のために入力する同期クロックＣＬＫ＿ＳＹＮＣＨを初期設定する。
次いで、同期検波解析部４５５は、半導体装置１（ＡＦＥ部１００）のシミュレーションを実行する（Ｓ３４４）。物理量変換部４５０が入力される物理量に対応したセンサの出力信号を算出し、同期検波解析部４５５は、このセンサの出力信号やアンプのゲイン等をシミュレーション条件として、半導体装置１の動作をシミュレーションする。
次いで、同期検波解析部４５５は、シミュレーションの結果を記憶する（Ｓ３４５）。同期検波解析部４５５は、シミュレーションの結果として半導体装置１の各回路の出力信号を、現在の時刻情報と対応させて結果情報記憶部４２８に記憶する。
次いで、同期検波解析部４５５は、物理量の入力パターンもしくは同期検波パターンが終了するかどうか判定する（Ｓ３４６）。同期検波解析部４５５は、現在の時刻情報と、物理量の入力パターンもしくは同期検波パターンが終了する最大時刻とを比較し、物理量もしくは同期検波の入力が終了かどうか判定する。
物理量もしくは同期検波の入力が終了ではない場合、同期検波解析部４５５は物理量及び同期検波入力を更新する（Ｓ３４７）。同期検波解析部４５５は、時刻情報を次の時刻に進め、入力パターンから時刻に対応する物理量を設定し、同期検波パターンから時刻に対応する同期クロックを設定する。更新した物理量、同期クロックにより、シミュレーション実行（Ｓ３４４）、結果記憶（Ｓ３４５）を行い、物理量もしくは同期検波入力が終了するまで繰り返す。
物理量もしくは同期検波の入力が終了の場合、同期検波解析部４５５はシミュレーション結果を表示し（Ｓ３４８）、同期検波解析処理を終了する。同期検波解析部４５５は、結果情報記憶部４２８を参照し、記憶しておいたシミュレーション結果を時系列順に並べてプロットした信号の波形をシミュレーション画面に表示する。
次に、図３８〜６４を用いて、図２９〜図３７の各処理でウェブシミュレータ４によりユーザ端末３に表示される画面（ウェブページ）の表示例について説明する。上記のように各画面は、図２９〜図３７のようなシミュレーション処理のためにユーザインタフェースとして表示される画面であり、主にウェブシミュレータ４のウェブページ処理部４１１等が画面を表示するためのウェブページ情報をユーザ端末３に送信することで各画面表示が実現される。
図３８は、図２９のＳ１０１で表示されるガイダンス画面の表示例である。図３８に示すように、ウェブブラウザ３００のウィンドウ全体にウェブシミュレータ画面Ｐ１００が表示され、ウェブシミュレータ画面Ｐ１００の内部にシミュレーションに必要な処理のための各画面が表示される。
ウェブシミュレータ画面Ｐ１００は、上部に各画面に共通して表示されるタブ表示エリアＰ１０を有する。タブ表示エリアＰ１０には、各画面表示を選択するためのタブＰ１１〜Ｐ１７が表示される。タブ表示エリアＰ１０は、各画面に共通で表示されるため、どの画面からでもユーザ所望の任意の画面表示へ切り替えることができる。
例えば、「ガイダンス」タブＰ１１をクリックするとガイダンス画面が表示され、「センサ選択」タブＰ１２をクリックするとセンサ選択状態画面が表示され、「ＡＦＥ選択」タブＰ１３をクリックするとＡＦＥ選択画面が表示され、「センサＡＦＥ接続」タブＰ１４をクリックするとセンサＡＦＥ接続画面が表示され、「シミュレーション」タブＰ１５をクリックするとシミュレーション画面が表示され、「部品リスト」タブＰ１６をクリックすると部品リスト表示画面が表示され、「レポート」タブＰ１７をクリックするとレポート画面が表示される。
図３８に示すように、ウェブシミュレータの起動時や「ガイダンス」タブＰ１１が選択された場合、ウェブシミュレータ画面Ｐ１００の略中央部にガイダンス画面Ｐ１０１が表示される。
ガイダンス画面Ｐ１０１には、ユーザがウェブシミュレータの使用方法が一目でわかるように、ウェブシミュレータの使用方法の流れがフローチャート形式で表示される。例えば、ガイダンス表示のフローチャートは、図２９で説明したウェブシミュレータの動作に対応しており、また、タブＰ１１〜Ｐ１７で表示される各画面にも対応している。
ガイダンス画面Ｐ１０１に表示されるフローチャートの各ステップには、ユーザが各内容を把握し易いようにアイコン（不図示）や概要の説明文が表示される。例えば、ステップ１の「センサ選択」では、センサ種別を選択し、詳細設定からセンサ品名とバイアス回路、センサ入力条件を設定する。ステップ２の「スマートアナログ選択」では、センサへ接続するスマートアナログ（半導体装置１）を決定し、パラメータ設定したフィルタ機能により半導体装置１を選択できる。ステップ３の「センサ接続」では、センサとスマートアナログ（半導体装置１）との配線接続を設定し、ドラッグ＆ドロップまたはダイヤログにより接続関係を設定できる。ステップ４の「シミュレーション」では、シミュレーション実行と結果を表示し、アンプごとのゲイン、ＤＡＣ値を設定できる。ステップ５の「部品リスト」では、電子部品販売店の選択と部品リストを表示する。ステップ６の「レポート」では、設計サマリ、ＰＤＦファイルをダウンロードでき、スマートアナログ（半導体装置１）のレジスタ値をダウンロードできる。ステップ７の「設計管理」では、スマートアナログ（半導体装置１）の設計内容を保存、共有できる。
図３９は、図２９のＳ１０２で表示されるセンサ選択画面の表示例である。図３９に示すように、「センサ選択」タブＰ１２が選択された場合、ウェブシミュレータ画面Ｐ１００の略中央部にセンサ選択画面Ｐ２００が表示される。
図３９や他の画面にも共通するように、ウェブシミュレータ画面Ｐ１００の右端の上部と下部には、２つの進むボタンＰ２１が表示され、左端の上部と下部には、２つの戻るボタンＰ２２が表示される。進むボタンＰ２１をクリックすると次の操作画面が表示され、戻るボタンＰ２２をクリックすると前の操作画面が表示される。例えば、センサ選択画面Ｐ２００が表示されている場合、進むボタンＰ２１をクリックするとＡＦＥ選択画面が表示され、戻るボタンＰ２２をクリックするとガイダンス画面が表示される。
図３９に示すように、センサ選択画面Ｐ２００には、現在のセンサの選択状態が表示される。センサ選択画面Ｐ２００には、センサ単位にセンサの選択状態を示すセンサ選択フレームＰ２１０が表示される。センサ選択フレームＰ２１０のセンサ名表示エリアＰ２１１に、現在選択されているセンサタイプとセンサ名が表示される。図３９では、センサがまだ選択されていないため、センサ名に「未選択」と表示されている。
センサ選択フレームＰ２１０のセンサタイププルダウンメニューＰ２１２は、複数のセンサタイプをプルダウンリスト表示し、ユーザがプルダウンリストからセンサタイプ（センサ種別）を選択する。「詳細設定」ボタンＰ２１３は、センサの詳細を設定するセンサ詳細画面を表示するためのボタンである。センサ詳細画面により、プルダウンメニューＰ２１２で選択したタイプのセンサについて詳細に設定する。
センサ選択フレームＰ２１０の下方に「センサ追加」ボタンＰ２１５が表示される。「センサ追加」ボタンＰ２１５は、センサを追加して選択するためのボタンである。「センサ追加」ボタンＰ２１５をクリックする毎に、センサ選択フレームＰ２１０の表示が追加される。
図４０は、センサ選択画面Ｐ２００で３つのセンサが選択され、３つのセンサ選択フレームＰ２１０ａ〜Ｐ２１０ｃが表示された例である。センサ選択フレームＰ２１０ａは、センサ０のセンサ選択フレームであり、品番が「ADP1151」の圧力センサが選択されている。センサ選択フレームＰ２１０ｂは、センサ１のセンサ選択フレームであり、品番が「NJL7502L」のフォトトランジスタが選択されている。センサ選択フレームＰ２１０ｃは、センサ２のセンサ選択フレームであり、品番が「LM45CM3NOPB」の温度センサが選択されている。
センサ選択フレームＰ２１０ｂ及びＰ２１０ｃには、センサの選択を削除するための削除ボタンＰ２１４が表示される。削除ボタンＰ２１４をクリックすると、該当するセンサの選択が解除され、センサ選択フレームＰ２１０の表示が消去される。
図４１は、図３９のセンサ選択画面Ｐ２００からセンサの詳細を設定するために表示されるセンサ詳細画面Ｐ２２０及びセンサ詳細選択画面Ｐ２４０の表示例である。この例では、図３９と図４１の２つの画面でセンサを選択するため、２つの画面がセンサ選択画面であるとも言える。
図４１に示すように、センサ詳細画面Ｐ２２０は、ウェブシミュレータ画面Ｐ１００から独立したポップアップ画面である。センサ詳細画面Ｐ２２０は、図３９のセンサ選択画面Ｐ２００で「詳細設定」ボタンＰ２１３をクリックしたときにポップアップ表示される。
センサ詳細画面Ｐ２２０は、上部に各画面に共通して表示されるタブ表示エリアＰ２３０を有する。タブ表示エリアＰ２３０には、各画面表示を選択するためのタブＰ２３１〜Ｐ２３４が表示される。例えば、「センサ選択」タブＰ２３１をクリックするとセンサ詳細選択画面が表示され、「バイアス回路」タブＰ２３２をクリックするとバイアス回路選択画面が表示され、「センサ入力」タブＰ２３３をクリックすると物理量入力画面が表示され、「センサ特性」タブＰ２３４をクリックするとセンサ特性設定画面が表示される。
センサ詳細画面Ｐ２２０の右下には、各画面共通に「Ｓａｖｅ」ボタンＰ２３５が表示される。「Ｓａｖｅ」ボタンＰ２３５をクリックすることにより、センサ詳細画面Ｐ２２０の各画面で設定した内容がウェブシミュレータ４に保存される。すなわち、回路情報やパラメータが回路情報記憶部４２６やパラメータ記憶部４２７に記憶される。
図４１に示すように、センサ選択画面Ｐ２００で「詳細設定」ボタンＰ２１３がクリックされた場合や「センサ選択」タブＰ２３１が選択された場合、センサ詳細画面Ｐ２２０内にセンサ詳細選択画面Ｐ２４０が表示される。
センサ詳細選択画面Ｐ２４０では、上部のセンサタイプ表示エリアＰ２４１に、センサ選択画面Ｐ２００のセンサタイププルダウンメニューＰ２１２で選択したセンサタイプが表示される。図４１では、選択されたセンサタイプとして温度センサが表示されている。
センサタイプ表示エリアＰ２４１の下方にセンサ選択方法ラジオボタンＰ２４２が表示される。センサ選択方法ラジオボタンＰ２４２では、センサの選択方法として、センサデータベース４２１に登録されている中からセンサを検索する「部品検索」か、センサデータベース４２１に未登録のセンサをカスタマイズ（任意の特性に設定）する「未登録／カスタム」のいずれかを選択する。
センサ選択方法ラジオボタンＰ２４２で「部品検索」を選択すると、センサ選択方法ラジオボタンＰ２４２の下方にセンサ絞り込み条件Ｐ２４３及びセンサリストＰ２４４が表示される。絞り込み条件Ｐ２４３として、「品番による検索」エリアＰ２４３ａと「センサ検索」エリアＰ２４３ｂが表示される。
「品番による検索」エリアＰ２４３ａでは、「品番」入力ボックスに検索したいセンサの品番を入力する。「センサ検索」エリアＰ２４３ｂには、センサタイプに応じた絞り込み条件が表示される。図４１では、センサタイプが温度センサであるため、「メーカ」プルダウンメニュー、「出力タイプ」プルダウンメニュー、「温度」入力ボックスが表示される。
「メーカ」プルダウンメニューには、特定のメーカのセンサを検索対象とするためにメーカ名を指定したり、全てのメーカのセンサを検索対象とするために「Ａｎｙ」を指定できる。「出力タイプ」プルダウンメニューには、特定の出力タイプのセンサを検索対象とするために電流出力タイプや電圧出力タイプを指定したり、全ての出力タイプのセンサを検索対象とするために「Ａｎｙ」を指定できる。「温度」入力ボックスには温度センサの特性によりセンサを検索するため、温度センサが検出可能な温度の最小値と最大値を設定する。
絞り込み条件Ｐ２４３とセンサリストＰ２４４の間に、「検索」ボタンＰ２４５と「リセット」ボタンＰ２４６が表示される。「検索」ボタンＰ２４５をクリックすることにより、絞り込み条件Ｐ２４３で設定した条件によりセンサデータベースの検索が行われ、検索結果がセンサリストＰ２４４に表示される。「リセット」ボタンＰ２４６をクリックすると、絞り込み条件Ｐ２４３で設定した絞り込み条件（検索条件）がリセットされ、画面表示が何も設定されていない初期状態となる。
センサリストＰ２４４には、絞り込み条件Ｐ２４３で設定した条件に該当するセンサのリストが表示される。「品番による検索」エリアＰ２４３ａで品番を設定した場合、センサデータベース４２１の中から、センサタイプが温度センサであり、かつ、設定した品番に該当するセンサが表示される。「センサ検索」エリアＰ２４３ｂでメーカ、出力タイプ、温度を設定した場合、センサデータベースの中から、センサタイプが温度センサであり、かつ、設定した、メーカ、出力タイプ、温度に該当するセンサが表示される。
センサリストＰ２４４には、センサタイプに応じて、複数の欄に各センサの情報が表示される。図４１では、温度センサであるため、センサごとに品番（Part#）、メーカ（Manufacturer）、データシート（Datasheet）、説明（Description）、温度特性（Temperature）が表示される。データシートの欄にはＰＤＦアイコンが表示され、ＰＤＦアイコンをクリックするとデータシートのＰＤＦファイルが表示される。説明の欄には、電圧出力や電流出力の出力タイプ等が表示され、温度特性の欄には、検出温度の最小値及び最大値が表示される。
センサタイプや絞り込み条件を指定してセンサリストＰ２４４を表示することにより、簡単な操作で所望のセンサを選択することができる。ユーザは、表示されている情報をもとにセンサリストＰ２４４の中から使用するセンサをクリックし選択する。図２９のＳ１０２のように、センサリストＰ２４４からセンサを選択するとセンサの回路情報が回路情報記憶部４２６に記憶される。
図４２は、センサタイプとして圧力センサを選択した場合の、センサ詳細選択画面Ｐ２４０の表示例である。センサタイプ表示エリアＰ２４１に圧力センサが表示され、「センサ検索」エリアＰ２４３ｂには、圧力センサに対応した絞り込み条件（検索条件）が表示される。図４２では、「メーカ」プルダウンメニュー、「出力タイプ」プルダウンメニュー、「圧力」入力ボックスが表示される。「圧力」入力ボックスには圧力センサの特性によりセンサを検索するため、圧力センサが検出可能な圧力の最小値と最大値を設定する。
センサリストＰ２４４は、圧力センサに対応して、センサごとに品番（Part#）、メーカ、データシート、詳細説明（Description）、圧力特性が表示される。詳細説明の欄には、高精度センサやシリコンセンサ等の種別が表示され、圧力特性の欄には、検出圧力の最小値及び最大値が表示される。
なお、その他のセンサにおいても図４１及び図４２と同様、センサ詳細選択画面Ｐ２４０ではセンサタイプに応じた表示及び検索が行われる。例えば、センサタイプがフォトトランジスタの場合、絞り込み条件（検索条件）やセンサリストの表示欄として、暗電流ＩＤやピーク感度波長λｐ、検出レンジ等が表示され、検索が可能である。
図４３は、センサ詳細選択画面Ｐ２４０のセンサ選択方法ラジオボタンＰ２４２で「未登録／カスタム」を選択した場合の表示例である。この場合、センサ選択方法ラジオボタンＰ２４２の下方にパラメータ入力エリアＰ２４７、特性グラフＰ２４８、特性プロット入力エリアＰ２４９が表示される。
パラメータ入力エリアＰ２４７、特性グラフＰ２４８、特性プロット入力エリアＰ２４９は、選択されているセンサタイプに応じた特性を設定するように表示される。パラメータ入力エリアＰ２４７には、登録名や品番、各種パラメータを設定する。特性グラフＰ２４８及び特性プロット入力エリアＰ２４９により、センサの特性を設定する。特性グラフＰ２４８では、グラフの各プロットをクリックやドラッグ操作することで特性を設定する。特性プロット入力エリアＰ２４９では、グラフの各プロットを数値入力することで特性を設定する。なお、特性グラフのプロット数は、プロット追加ボタン等により任意に追加することができる（不図示）。
図４４は、図２９のＳ１０３で表示されるバイアス回路選択画面の表示例である。図４４に示すように、図４１のセンサ詳細画面Ｐ２２０において「バイアス回路」タブＰ２３２が選択された場合、バイアス回路選択画面Ｐ２５０が表示される。バイアス回路選択画面Ｐ２５０には、Ｓ１０３で説明したように、選択したセンサに適したバイアス回路が表示される。センサに応じたバイアス回路を表示することにより、簡単な操作で最適なバイアス回路を選択することができる。
バイアス回路選択画面Ｐ２５０には、回路一覧Ｐ２５１と選択回路Ｐ２５２が表示される。回路一覧Ｐ２５１には、センサに使用可能な全てのバイアス回路の回路イメージが表示され、選択回路Ｐ２５２には、回路一覧Ｐ２５１でユーザが選択したバイアス回路の回路イメージが表示される。
図４４は、センサにフォトトランジスタが選択された場合のバイアス回路選択画面Ｐ２５０の表示例であり、回路一覧Ｐ２５１に、フォトトランジスタに適したバイアス回路としてバイアス回路Ｐ２５３ａ〜Ｐ２５３ｄが表示されている。ユーザがバイアス回路Ｐ２５３ａを選択し選択回路Ｐ２５２にバイアス回路Ｐ２５３ａと同じ回路イメージが表示されている。図２９のＳ１０３で説明したように、選択したバイアス回路の回路情報が回路情報記憶部４２６に記憶される。
バイアス回路選択画面Ｐ２５０に、センサに応じた複数のバイアス回路を表示することにより、センサの使用用途や使用環境に応じた最適なバイアス回路を選択することができる。一例として、図４４で選択可能な各バイアス回路の特徴を説明する。バイアス回路Ｐ２５３ｂ及びＰ２５３ｃは、電流出力型センサを電圧出力に変換して接続するときに適したバイアス回路であり、バイアス回路Ｐ２５３ａ及びＰ２５３ｄは、電流出力型センサをそのまま電流出力として接続するのに適したバイアス回路である。
バイアス回路Ｐ２５３ｃは、電流出力側センサに対しコレクタ共通型でバイアス供給する回路である。バイアス回路Ｐ２５３ｃでは、フォトトランジスタのコレクタにバイアス電源が供給され、エミッタが抵抗を介して接地されている。エミッタに接続される抵抗の両端がセンサ出力端子であり、半導体装置１の入力端子に接続される。バイアス回路Ｐ２５３ｃは、外部電源によりバイアスを供給して照度を電圧として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、非反転アンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５３ｃを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成が非反転アンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５３ｃと非反転アンプが接続するように設定される。バイアス回路Ｐ２５３ｃは、照度が小さい時、電圧小の方向の信号を出力するため、照度が小さいアプリケーションに最適である。
バイアス回路Ｐ２５３ｂは、電流出力側センサに対しエミッタ共通型でバイアス供給する回路である。バイアス回路Ｐ２５３ｂでは、フォトトランジスタのエミッタが接地され、コレクタが抵抗を介してバイアス電源に接続されている。コレクタに接続される抵抗の両端がセンサ出力端子であり、半導体装置１の入力端子に接続される。バイアス回路Ｐ２５３ｂは、外部電源によりバイアスを供給して照度を電圧として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、非反転アンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５３ｂを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成が非反転アンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５３ｂと非反転アンプが接続するように設定される。バイアス回路Ｐ２５３ｂは、照度が大きい時、電圧小の方向の信号を出力するため、照度が大きいアプリケーションに最適である。
バイアス回路Ｐ２５３ａは、電流出力側センサに対しコレクタにバイアス供給する回路である。バイアス回路Ｐ２５３ａでは、フォトトランジスタのコレクタがセンサ出力端子であり半導体装置１の入力端子に接続され、エミッタが接地されている。バイアス回路Ｐ２５３ａは、外部からバイアスを供給せずに、照度を電流として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、ＩＶアンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５３ａを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成がＩＶアンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５３ａとＩＶアンプが接続するように設定される。バイアス回路Ｐ２５３ａは、照度が小さいときのコンフィギュラブル・アンプ１１０のオペアンプの出力はほぼオペアンプの基準電圧となり、照度が増加するにつれて、オペアンプの電圧は増加する。このため、バイアス回路Ｐ２５３ａは照度が小さいアプリケーションに最適である。
バイアス回路Ｐ２５３ｄは、電流出力側センサに対しエミッタにバイアス供給する回路である。バイアス回路Ｐ２５３ｄでは、フォトトランジスタのコレクタにバイアス電源を供給し、エミッタがセンサ出力端子であり半導体装置１の入力端子に接続されている。バイアス回路Ｐ２５３ｄは、外部からバイアスを供給せずに、照度を電流として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、ＩＶアンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５３ｄを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成がＩＶアンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５３ｄとＩＶアンプが接続するように設定される。バイアス回路Ｐ２５３ｄは、照度が小さいときのコンフィギュラブル・アンプ１１０のオペアンプの電圧はほぼオペアンプの基準電圧となり、照度が増加するにつれて、オペアンプの電圧は減少する。このため、バイアス回路Ｐ２５３ｄは照度が大きいアプリケーションに最適である。
図４５は、図４４のバイアス回路選択画面Ｐ２５０の他の例である。図４５は、センサにホイートストンブリッジ型の圧力センサが選択された場合の表示例であり、圧力センサに適したバイアス回路として、回路一覧Ｐ２５１に一つのバイアス回路２５４が表示されている。回路一覧Ｐ２５１に一つしかバイアス回路２５４が表示されていないため、このバイアス回路２５４が選択回路Ｐ２５２に表示されている。
また、図４６に示すように、図４５のバイアス回路２５４に加えて他のバイアス回路を表示し、選択できるようにしてもよい。図４６の例では、バイアス回路選択画面Ｐ２５０にホイートストンブリッジ型の圧力センサのバイアス回路として、回路一覧Ｐ２５１にバイアス回路２５４ａ及び２５４ｂが表示されており、選択されたバイアス回路Ｐ２５４ａが選択回路Ｐ２５２に表示されている。
バイアス回路２５４ａは、電圧出力型圧力センサにバイアス電源を直接供給する回路である。バイアス回路２５４ａでは、圧力センサであるホイートストンブリッジは、上端にバイアス電源が供給され、下端が接地され、右端及び左端がセンサ出力端子となって半導体装置１の入力端子に接続される。バイアス回路２５４ａは、外部電源によりバイアスを供給して圧力を電圧として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、計装アンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５４ａを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成が計装アンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５４ａと計装アンプが接続するように設定される。
バイアス回路２５４ｂは、電圧出力型圧力センサに抵抗を介してバイアス電源を供給する回路である。バイアス回路２５４ｂでは、圧力センサであるホイートストンブリッジは、上端に抵抗を介してバイアス電源が供給され、下端が接地され、右端及び左端がセンサ出力端子となって半導体装置１の入力端子に接続される。バイアス回路２５４ｂは、外部電源によりバイアスを供給して圧力を電圧として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０は、計装アンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５４ｂを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成が計装アンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５４ｂと計装アンプが接続するように設定される。
図４７は、図４４のバイアス回路選択画面Ｐ２５０の他の例である。図４７は、センサとして電流トランスデューサ型の圧力センサが選択された場合の表示例であり、圧力センサに適したバイアス回路として、回路一覧Ｐ２５１にバイアス回路２５４ｃ及びＰ２５４ｄが表示されている。選択回路Ｐ２５２には、選択されたバイアス回路Ｐ２５４ｃが表示されている。
バイアス回路２５４ｃは、電流出力型圧力センサから検出信号として電流を取り出す回路である。バイアス回路２５４ｃでは、圧力センサは、一端にバイアス電源が供給され、他端がセンサ出力端子となって半導体装置１の入力端子に接続される。バイアス回路２５４ｃは、外部からバイアスを供給せずに、出力信号を電流として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、ＩＶアンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５４ｃを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成がＩＶアンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５４ｃとＩＶアンプが接続するように設定される。
バイアス回路２５４ｄは、電流出力型圧力センサに検出信号として電流を引き込む回路である。バイアス回路２５４ｄでは、圧力センサは、一端がセンサ出力端子となって半導体装置１の入力端子に接続し、他端を接地する。バイアス回路２５４ｄは、外部からバイアスを供給せずに、出力信号を電流として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、ＩＶアンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５４ｄを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成がＩＶアンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５４ｄとＩＶアンプが接続するように設定される。
図４８は、図４４のバイアス回路選択画面Ｐ２５０の他の例である。図４８は、センサに温度センサが選択された場合の表示例であり、温度センサに適したバイアス回路として、回路一覧Ｐ２５１にバイアス回路２５５ａ及びＰ２５５ｂが表示されている。選択回路Ｐ２５２には、選択されたバイアス回路Ｐ２５５ａが表示されている。
バイアス回路２５５ａは、電圧出力型の温度センサにバイアス電源を供給し出力信号を直接出力する回路である。バイアス回路２５５ａでは、温度センサは、一端にバイアス電源が供給され、他端が接地され、出力端子が半導体装置１の入力端子にのみ接続される。例えば、バイアス回路２５５ａは、外部電源によりバイアスを供給して温度を電圧として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、非反転アンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５５ａを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成が非反転アンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５５ａと非反転アンプが接続するように設定される。
バイアス回路２５５ｂは、電圧出力型の温度センサにバイアス電源を供給し、接地抵抗を介して出力信号を出力する回路である。バイアス回路２５５ｂでは、温度センサは、一端にバイアス電源が供給され、他端が接地され、出力端子が接地抵抗に接続されるとともに半導体装置１の入力端子に接続される。例えば、バイアス回路２５５ｂは、外部電源によりバイアスを供給して温度を電圧として取り出す例であるため、センサに接続するコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成は、非反転アンプを用いることが好ましい。したがって、バイアス回路Ｐ２５５ｂを選択すると自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成が非反転アンプに設定され、バイアス回路Ｐ２５５ｂと非反転アンプが接続するように設定される。またバイアス回路２５５ｂは、電流出力型の温度センサにも用いられ、電流出力を接地抵抗で電圧に変換する際に使用される。
図４９は、図２９のＳ１０３で表示される物理量入力画面の表示例である。図４９に示すように、図４１や図４４などのセンサ詳細画面Ｐ２２０において「センサ入力」タブＰ２３３が選択された場合、センサ詳細画面Ｐ２２０内に物理量入力画面Ｐ２６０が表示される。
物理量入力画面Ｐ２６０には、入力パターン一覧Ｐ２６１と入力パラメータエリアＰ２６２が表示される。入力パターン一覧Ｐ２６１には、センサに入力される物理量の入力パターンとして選択可能なパターンが表示され、入力パラメータエリアＰ２６２には選択した入力パターンを詳細に設定するパラメータが表示される。図２９のＳ１０４で説明したように、設定された入力パターン及びパラメータがパラメータ記憶部４２７に記憶される。
入力パターン一覧Ｐ２６１では、所定の入力パターンＰ２６１ａ〜Ｐ２６１ｄと、ユーザが任意の入力パターンを定義する「ユーザ定義」パターンＰ２６１ｅが選択できる。所定の入力パターンとして、正弦波の「サイン」パターンＰ２６１ａ、方形波の「パルス」パターンＰ２６１ｂ、ステップ応答波形の「ステップ」パターンＰ２６１ｃ、三角波の「三角波」パターンＰ２６１ｄが選択できる。
入力パラメータエリアＰ２６２には、入力パターン一覧Ｐ２６１で選択したパターンと、図４１等のセンサ選択画面で選択したセンサに応じたパラメータが表示される。図４９の例は、センサに温度センサが選択され、かつ、入力パターンとして正弦波の「サイン」パターンＰ２６１ａが選択されている。正弦波の入力パターンであるため、入力パラメータエリアＰ２６２には、入力パラメータとして、最小値、最大値及び周波数の入力ボックスが表示され、センサが圧力センサであるため最小値及び最大値の単位は「℃」となる。
図５０は、図４９の物理量入力画面Ｐ２６０の他の例である。図５０では、センサに圧力センサが選択され、かつ、入力パターンとして正弦波の「サイン」パターンＰ２６１ａが選択されている。正弦波の入力パターンであるため、入力パラメータエリアＰ２６２には、入力パラメータとして、最小値、最大値及び周波数の入力ボックスが表示され、センサが圧力センサであるため最小値及び最大値の単位は「Ｐａ」となる。
図５１は、図４９の物理量入力画面Ｐ２６０の他の例である。図５１では、センサにフォトトランジスタが選択され、かつ、入力パターンとして正弦波の「サイン」パターンＰ２６１ａが選択された例である。正弦波の入力パターンであるため、入力パラメータエリアＰ２６２には、入力パラメータとして、最小値、最大値及び周波数の入力ボックスが表示され、センサがフォトトランジスタであるため最小値及び最大値の単位は「ｗ／ｍ２」となる。
また、入力パラメータエリアＰ２６２では、選択された入力パターンに応じた入力パラメータを表示し設定することで、各入力波形のパターンを正確に特定することができる。例えば、入力パターンが正弦波の場合、上記のように最小値、最大値及び周波数を設定する。入力パターンが方形波の場合、最小値、最大値、立上り速度及び立下り速度を設定する。入力パターンが三角波の場合、最小値、最大値及び周波数を設定する。入力パターンがステップ応答の場合、最小値、最大値、立上りタイミング及び立上り速度を設定する。また、入力パラメータの最小値及び最大値には、デフォルトとし選択したセンサの特性に応じた値が表示される。すなわち、センサデータベース４２１を参照し、センサが検出可能な最小値及び最大値を取得して表示する。これにより、ユーザがセンサの特性を調べる必要がなく、また、誤ってセンサの性能を超えて入力範囲を指定することを防ぐことができる。
物理量入力画面Ｐ２６０に、複数の入力波形を表示し、所定の入力波形のパターンによりセンサに入力される物理量を選択することにより、アナログ回路の様々な特性を簡易に解析することができる。一例として、図５１で選択可能な各入力波形の特徴を説明する。
図５２（ａ）は、正弦波の入力パターンでアナログ回路（半導体装置１）の動作をシミュレーションする場合の入力信号と出力信号を示している。正弦波の場合、入力信号と同相の同相信号Ｐ２６２ａと、シミュレーション結果である出力信号Ｐ２６２ｂとを比較することで、歪の有無や位相差など全般的な確認を最適に行うことができる。また出力信号波形がクリップしているかどうかを確認することもできる。シミュレーション結果の表示画面で、図５２（ａ）のように波形を重ねて表示することにより、ユーザが一目で周波数特性を確認できる。
すなわち、正弦波の入力パターンを使用することで、その周波数における周波数特性をユーザが容易に確認でき、確認結果に応じて適切にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することができる。
また、シミュレーション実行部４１５が、シミュレーション結果により位相差などを検出し、検出結果に応じて自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することも可能である。シミュレーション実行部４１５は、正弦波の入力パターンを入力した場合のコンフィギュラブル・アンプ１１０のシミュレーションを行い、シミュレーション結果の周波数特性に応じて、コンフィギュラブル・アンプ１１０の接続段数を設定する。シミュレーション実行部４１５は、必要な周波数において、適正な増幅性能が実現できない場合は、コンフィギュラブル・アンプ１１０を多段のアンプ構成とする。例えば、正弦波の周波数１００ｋＨｚにおいて、３０ｄＢの増幅性能が必要な場合、一段のコンフィギュラブル・アンプ１１０では増幅性能が未達となる場合がある。その場合は、コンフィギュラブル・アンプ１１０を二段構成として、ＡＭＰ１（１５ｄＢ）とＡＭＰ２（１５ｄＢ）とを接続した構成とすることで、所望の周波数特性を得ることができる。
図５２（ｂ）は、方形波の入力パターンでアナログ回路（半導体装置１）の動作をシミュレーションする場合の入力信号と出力信号を示している。方形波の場合、入力信号と同相の同相信号Ｐ２６２ｃと、シミュレーション結果である出力信号Ｐ２６２ｄを比較することで、応答性能の確認を最適に行うことができる。シミュレーション結果の表示画面で、図５２（ｂ）のように波形を重ねて表示することにより、ユーザが一目で応答性能を確認できる。
すなわち、方形波の入力パターンを使用することで、応答性能をユーザが容易に確認でき、確認結果に応じて適切にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することができる。
また、シミュレーション実行部４１５が、シミュレーション結果により信号の歪みや遅延などを検出し、検出結果に応じて自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することも可能である。シミュレーション実行部４１５は、方形波の入力パターンを入力した場合のコンフィギュラブル・アンプ１１０のシミュレーションを行い、シミュレーション結果の応答性能に応じて、コンフィギュラブル・アンプ１１０の動作モードを設定する。シミュレーション実行部４１５は、応答性が足りずに立ち上がり特性が歪んでいる場合には、コンフィギュラブル・アンプ１１０の動作モードを変更する。動作モードは、消費電流とトレードオフとなるため、方形波で応答性能を確認して最適な動作モードを選択する。例えば、最初にコンフィギュラブル・アンプ１１０の設定が低速モードで応答性能が未達の場合には、コンフィギュラブル・アンプ１１０の設定を中速モードまたは高速モードに変更することで、所望の応答特性を得ることができる。
図５２（ｃ）は、三角波の入力パターンでアナログ回路（半導体装置１）の動作をシミュレーションする場合の入力信号と出力信号を示している。三角波の場合、入力信号と同相の同相信号Ｐ２６２ｅと、シミュレーション結果である出力信号Ｐ２６２ｆを比較することで、電源範囲外のクリップの確認を最適に行うことができる。シミュレーション結果の表示画面で、図５２（ｃ）のように波形を重ねて表示することにより、ユーザが一目でクリップ状態を確認できる。
すなわち、三角波の入力パターンを使用することで、アンプのオフセットやゲインが正しいか確認することができる。出力信号のクリップ状態をユーザが容易に確認でき、確認結果に応じて適切にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することができる。
また、シミュレーション実行部４１５が、シミュレーション結果により信号の最小値及び最大値のクリップを検出し、検出結果に応じて自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することも可能である。シミュレーション実行部４１５は、三角波の入力パターンを入力した場合のコンフィギュラブル・アンプ１１０のシミュレーションを行い、シミュレーション結果のクリップ状態に応じて、コンフィギュラブル・アンプ１１０のオフセットまたはゲインを設定する。シミュレーション実行部４１５は、出力信号の波形の上下どちらかにクリップが発生している場合にはアンプのオフセット量を変更することで、所望の範囲の出力信号を得ることができる。上下両方にクリップが発生している場合には、コンフィギュラブル・アンプ１１０増幅度が大き過ぎるため、アンプのゲインを下げることで、所望の範囲の出力信号を得ることができる。
図５２（ｄ）は、ステップ応答波形の入力パターンでアナログ回路（半導体装置１）の動作をシミュレーションする場合の入力信号と出力信号を示している。ステップ応答波形の場合、入力信号と同相の同相信号Ｐ２６２ｇと、シミュレーション結果である出力信号Ｐ２６２ｈとを比較することで、応答性能の確認に最適に行うことができる。シミュレーション結果の表示画面で、図５２（ｄ）のように波形を重ねて表示することにより、ユーザが一目で応答性能を確認できる。
すなわち、ステップ応答波形の入力パターンを使用することで、方形波のように同時に立ち上りと立ち下がりは確認できないが、パルス幅を考慮する必要がなく簡便に応答特性を確認することができる。またステップ応答波形により、電源投入直後の応答の確認に使用することができる。ステップ応答波形の入力パターンを使用することで、応答性能をユーザが容易に確認でき、確認結果に応じて適切にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することができる。また、シミュレーション実行部４１５が、シミュレーション結果により信号の歪みや遅延などを検出し、検出結果に応じて自動的にコンフィギュラブル・アンプ１１０の構成や特性を設定することも可能である。
図５３は、図４９の物理量入力画面Ｐ２６０において、「ユーザ定義」パターンＰ２６１ｅが選択された場合の表示例である。図５３に示すように「ユーザ定義」パターンＰ２６１ｅが選択されると、物理量入力画面Ｐ２６０には、図４０の入力パラメータエリアＰ２６２に代えて、ユーザ定義入力エリアＰ２７０が表示される。
ユーザ定義入力エリアＰ２７０には、選択されたセンサに応じた、入力パターングラフＰ２７１とプロット入力エリアＰ２７２が表示される。入力パターングラフＰ２７１では、グラフの各プロットをクリックやドラッグ操作することで入力パターンを設定する。プロット入力エリアＰ２７２では、グラフの各プロットを数値入力することで入力パターンを設定する。なお、入力パターングラフのプロット数は、プロット追加ボタン等により任意に追加することができる（不図示）。
図５４は、図４１や図４４、図４９などのセンサ詳細画面Ｐ２２０において「センサ特性」タブＰ２３４が選択された場合に表示されるセンサ特性画面Ｐ２８０の表示例である。センサ特性画面Ｐ２８０は、特性グラフＰ２８１と特性レンジＰ２８２が表示される。特性グラフＰ２８１と特性レンジＰ２８２には、図４１等で選択したセンサの特性が表示される。選択したセンサのデータシートに基づいて、特性グラフＰ２８１にはセンサの物理量に対する入出力特性が表示され、特性レンジＰ２８２には動作可能なレンジが表示される。
図５４の例は、センサに温度センサが選択された場合の表示例である。特性グラフＰ２８１には、ｘ軸を検出温度、ｙ軸を出力電圧として、検出する温度に対する出力電圧の特性が表示される。特性グラフＰ２８１の表示範囲と同じ温度の範囲及び出力電圧の範囲が特性レンジＰ２８２に表示されている。
図５５は、図５４のセンサ特性画面Ｐ２８０の他の例である。図５５は、センサにフォトトランジスタが選択された場合の表示例である。特性グラフＰ２８１には、ｘ軸を検出照度、ｙ軸を出力電流として、検出する照度に対する出力電流の特性が表示される。特性グラフＰ２８１の表示範囲と同じ照度の範囲及び出力電流の範囲が特性レンジＰ２８２に表示されている。
図５６は、図２９のＳ１０５で表示されるＡＦＥ選択画面の表示例である。図５６に示すように、図３８や図３９等のウェブシミュレータ画面Ｐ１００において「ＡＦＥ選択」タブＰ１３が選択された場合、ＡＦＥ選択画面Ｐ３００が表示される。
ＡＦＥ選択画面Ｐ３００は、上部にＡＦＥ絞り込み条件Ｐ３１０が表示され、下部にＡＦＥリストＰ３２０が表示される。ＡＦＥ絞り込み条件Ｐ３１０には、選択されたセンサ及びバイアス回路により特定された半導体装置１をさらに絞り込むための条件が表示される。
図５６では、ＡＦＥ絞り込み条件Ｐ３１０として、「増幅器」エリアＰ３１１、「フィルタ」エリアＰ３１２、「その他」エリアＰ３１３、「ＤＡＣ」エリアＰ３１４が表示される。「増幅器」エリアＰ３１１には、反転アンプを検索条件とするための「反転」チェックボックス、非反転アンプを検索条件とするための「非反転」チェックボックス、差動アンプを検索条件とするための「差動」チェックボックス、ＩＶアンプを検索条件とするための「ＩＶ」チェックボックス、計装アンプを検索条件とするための「計装」チェックボックスが表示される。「増幅器」エリアＰ３１１では、コンフィギュラブル・アンプ１１０の構成により半導体装置１を検索するため、検索条件に該当するチェックボックスをクリックしてチェックする。
「フィルタ」エリアＰ３１２には、ローパス・フィルタを検索条件とするための「ローパス・フィルタ」チェックボックス、ハイパス・フィルタを検索条件とするための「ハイパス・フィルタ」チェックボックスが表示される。「フィルタ」エリアＰ３１２では、フィルタの構成により半導体装置１を検索するため、検索条件に該当するチェックボックスをクリックしてチェックする。
「その他」エリアＰ３１３には、電源レギュレータ（可変レギュレータ１５０）を検索条件とするための「電源レギュレータ」、電源リファレンスを検索条件とするための「電源リファレンス」、温度センサを検索条件とするための「温度センサ」が表示される。「その他」エリアＰ３１３では、電源レギュレータ等の構成により半導体装置１を検索するため検索条件に該当するチェックボックスをクリックしてチェックする。
「ＤＡＣ」エリアＰ３１４には、ＤＡＣの「分解能」プルダウンメニュー、「Ｃｈ数」プルダウンメニューが表示される。「分解能」プルダウンメニューには、特定ビットの分解能の半導体装置１を検索対象とするためにビット数を指定したり、全ての分解能の半導体装置１を検索対象とするために「Ａｎｙ」を指定する。「Ｃｈ数」プルダウンメニューには、特定のＣｈ数の半導体装置１を検索対象とするためにＣｈ数を指定したり、全てのＣｈ数の半導体装置１を検索対象とするために「Ａｎｙ」を指定する。
絞り込み条件Ｐ３１０とＡＦＥリストＰ３２０の間に、「検索」ボタンＰ３１５と「リセット」ボタンＰ３１６が表示される。「検索」ボタンＰ３１５をクリックすることにより、絞り込み条件Ｐ３１０で設定した条件によりＡＦＥデータベースの検索が行われ、検索結果がＡＦＥリストＰ３２０に表示される。「リセット」ボタンＰ３１６をクリックすると、絞り込み条件Ｐ３１０で設定した絞り込み条件（検索条件）がリセットされ、画面表示が何も設定されていない初期状態となる。
ＡＦＥリストＰ３２０には、選択したセンサ及びバイアス回路に適した半導体装置１であり、かつ、絞り込み条件Ｐ３１０で設定した絞り込み条件に該当する半導体装置１のリストが表示される。図２９のＳ１０６で説明したように、図４１や図４９等によりセンサ及びバイアス回路が選択されると、センサに接続可能な半導体装置１が決定する。ＡＦＥデータベース４２４から、センサに接続可能であり、かつ、設定した絞り込み条件に該当する半導体装置１が表示される。
ＡＦＥリストＰ３２０には、複数の欄に各半導体装置１の情報が表示される。図５６では、半導体装置１ごとに品番（Part Number）、説明（Description）、データシート（Datasheet）、パッケージタイプ（Package）、チャンネル数（Channels）、ＤＡＣ構成（DAC）、電源電圧（VDD）が表示される。データシートの欄にはＰＤＦアイコンが表示され、ＰＤＦアイコンをクリックするとデータシートのＰＤＦファイルが表示される。
ＡＦＥリストＰ３２０に、センサ及びバイアス回路に適した半導体装置１を表示し、かつ、絞り込み条件に該当する半導体装置１を表示することにより、簡単な操作で所望の半導体装置１を選択することができる。ユーザは、表示されている情報をもとにＡＦＥリストＰ３２０の中から使用するセンサをクリックし選択する。図２９のＳ１０５のように、ＡＦＥリストＰ３２０からセンサを選択すると半導体装置１の回路情報が回路情報記憶部４２６に記憶される。
図５７は、図２９のＳ１０７で表示されるセンサＡＦＥ接続画面の表示例である。図５７に示すように、図３８や図３９、図５６等のウェブシミュレータ画面Ｐ１００において「センサＡＦＥ接続」タブＰ１４が選択された場合、センサＡＦＥ接続画面Ｐ４００が表示される。
センサＡＦＥ接続画面Ｐ４００では、左側に、センサ単位にセンサ及びバイアス回路の設定状態を示すセンサ選択フレームＰ４１０が表示される。センサ選択フレームＰ４１０は、図３９及び図４０のセンサ選択フレームＰ２１０に対応しており、センサ選択フレームＰ２１０の表示に加えてバイアス回路の情報が表示される。図５７では、図４０のセンサ選択フレームと同様に、圧力センサを選択しているセンサ選択フレームＰ４１０ａ、フォトトランジスタを選択しているセンサ選択フレームＰ４１０ｂ、温度センサを選択しているセンサ選択フレームＰ４１０ｃが表示されている。
すなわち、センサ選択フレームＰ４１０には、図４０のセンサ選択フレームＰ２１０と同様、センサ名表示エリアＰ４１１に選択されているセンサタイプ及びセンサの品番が表示され、「詳細設定」ボタンＰ４１２が表示される。
また、センサ選択フレームＰ４１０には、バイアスを設定するバイアスプルダウンメニューＰ４１３が表示される。例えば、バイアスプルダウンメニューＰ４１３には、選択したバイアス回路に応じてバイアスの供給方法のリストが表示され、ＶＤＤやＧＮＤなどの供給方法が選択できる。さらに、センサ選択フレームＰ４１０には、選択したバイアス回路に応じた出力信号を表示する出力信号表示Ｐ４１４と、半導体装置１の入力端子を表示する入力端子表示Ｐ４１５とが、接続関係に対応して表示されている。
センサＡＦＥ接続画面Ｐ４００では、センサ線選択フレームＰ４１０の右側に、半導体装置１の回路構成のイメージを示す半導体装置イメージＰ４２０が表示され、半導体装置イメージＰ４２０の各入力端子に対応する位置に入力端子プルダウンメニューＰ４３０が表示される。
半導体装置イメージＰ４２０は、半導体装置１の入出力端子と、半導体装置１の内部の各回路との接続関係が表示されている。半導体装置イメージＰ４２０は、図３で説明したような実際の半導体装置１の接続関係と対応して表示されている。
入力端子プルダウンメニューＰ４３０には、各入力端子に接続されるセンサ及びバイアス回路の出力信号が表示される。入力端子プルダウンメニューＰ４３０をクリックしてセンサの出力信号を選択することができ、また、センサの出力信号表示Ｐ４１４のアイコンをプルダウンメニューＰ４３０へドラッグ操作して接続関係を設定することもできる。図２９のＳ１０７で説明したように、入力端子プルダウンメニューＰ４３０によりセンサと半導体装置１との接続関係を選択すると、選択した接続関係の回路情報が回路情報記憶部４２６に記憶される。
また、図２９のＳ１０６で説明したように、センサ及びバイアス回路が選択されると、コンフィギュラブル・アンプ１１０の構成と接続関係が決定する。図５７のセンサＡＦＥ接続画面Ｐ４００では、Ｓ１０６で決定した接続関係が自動的にデフォルトで表示されている。
また、入力端子プルダウンメニューＰ４３０の上方には、センサと半導体装置１とを自動接続するための「自動接続」ボタンＰ４３１が表示される。センサ選択フレームＰ４１０の「詳細設定」ボタンＰ４１２によりセンサの設定を変更した場合に、「自動接続」ボタンＰ４３１をクリックすることにより、設定変更したセンサに対応して新たにセンサと半導体装置１とを自動的に接続する。
図５７の例の接続関係を説明する。センサ選択フレームＰ４１０ａのセンサ０は圧力センサとバイアス回路の選択により２出力であり、この２出力とコンフィギュラブル・アンプ１１０の個別アンプとが自動的に接続される。具体的には、センサ０の出力信号（出力端子）Ｓ＿１が半導体装置１の入力端子ＭＰＸＩＮ１０に接続され、センサ０の出力信号（出力端子）Ｓ＿２が半導体装置１の入力端子ＭＰＸＩＮ２０に接続されている。半導体装置１では、ＭＰＸＩＮ１０及びＭＰＸＩＮ２０がＣＨ１のＡＭＰ（コンフィギュラブル・アンプ１１０の個別アンプＡＭＰ１）の反転入力端子及び非反転入力端子に接続されている。すなわち、センサ０の出力信号Ｓ＿１及びＳ＿２は、半導体装置１のＣＨ１のＡＭＰにより増幅されて出力端子ＡＭＰ１＿ＯＵＴから出力される。
センサ選択フレームＰ４１０ｂのセンサ１はフォトトランジスタとバイアス回路の選択により１出力であり、この１出力とコンフィギュラブル・アンプ１１０の個別アンプとが自動的に接続される。具体的には、センサ１の出力信号（出力端子）Ｓ＿１が半導体装置１の入力端子ＭＰＸＩＮ３０に接続されている。半導体装置１では、ＭＰＸＩＮ３０がＣＨ２のＡＭＰ（コンフィギュラブル・アンプ１１０の個別アンプＡＭＰ２）の反転入力端子に接続されている。すなわち、センサ１の出力信号Ｓ＿１は、半導体装置１のＣＨ２のＡＭＰにより増幅されて出力端子ＡＭＰ２＿ＯＵＴから出力される。
センサ選択フレームＰ４１０ｃのセンサ２は温度センサとバイアス回路の選択により１出力であり、この１出力とコンフィギュラブル・アンプ１１０の個別アンプとが自動的に接続される。具体的には、センサ２の出力信号（出力端子）Ｓ＿１が半導体装置１の入力端子ＭＰＸＩＮ６０に接続されている。半導体装置１では、ＭＰＸＩＮ６０がＣＨ３のＡＭＰ（コンフィギュラブル・アンプ１１０の個別アンプＡＭＰ３）の非反転入力端子に接続されている。すなわち、センサ２の出力信号Ｓ＿１は、半導体装置１のＣＨ３のＡＭＰにより増幅されて出力端子ＡＭＰ３＿ＯＵＴから出力される。
図５８は、図３０のＳ２０１で表示されるシミュレーション画面の表示例である。図５８に示すように、図３８や図３９、図５６、図５７等のウェブシミュレータ画面Ｐ１００において「シミュレーション」タブＰ１５が選択された場合、シミュレーション画面Ｐ５００が表示される。シミュレーション画面Ｐ５００は、シミュレーションの各種設定のための表示と、シミュレーション実行結果とを表示することができ、図５８は、シミュレーション実行前の状態を示している。
シミュレーション画面Ｐ５００では、左側に、センサ単位にセンサ及びバイアス回路、入力パターンの設定状態を示すセンサ選択フレームＰ５１０が表示される。センサ選択フレームＰ５１０は、図５７のセンサ選択フレームＰ４１０に対応しており、センサ選択フレームＰ４１０の表示に加えて入力パターンの情報が表示される。図５８では、図５７のセンサ選択フレームと同様に、圧力センサを選択しているセンサ選択フレームＰ５１０ａ、フォトトランジスタを選択しているセンサ選択フレームＰ５１０ｂ、温度センサを選択しているセンサ選択フレームＰ５１０ｃが表示されている。
すなわち、センサ選択フレームＰ５１０には、図５７のセンサ選択フレームＰ４１０と同様、センサ名表示エリアＰ５１１に選択されているセンサタイプ及びセンサの品番が表示され、バイアス供給方法Ｐ５１３、出力信号と入力端子の接続関係Ｐ５１４、「詳細設定」ボタンＰ５１６が表示される。また、センサ選択フレームＰ５１０には、設定されている物理量の入力パターンのイメージを示す入力波形イメージＰ５１２、設定されているバイアス回路の回路イメージを示すバイアス回路イメージＰ５１５が表示される。
シミュレーション画面Ｐ５００では、センサ選択フレームＰ５１０の右側に、半導体装置１の各回路を設定する半導体装置設定エリアＰ５２０が表示される。半導体装置設定エリアＰ５２０には、半導体装置１の構成に対応した回路ブロックが表示される。
個別アンプブロックＰ５２１〜Ｐ５２３は、半導体装置１のコンフィギュラブル・アンプ１１０のＣＨ１〜ＣＨ３の個別アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰ３の設定を行うための設定メニューを表示する。個別アンプブロックＰ５２１〜Ｐ５２３では、「AMP Enable」チェックボックスによりアンプのオン／オフを設定し、「Config」プルダウンメニューによりアンプの構成を設定し、「Gain」プルダウンメニューによりアンプのゲインを設定し、「DAC Enable」チェックボックスによりＤＡＣのオン／オフを設定し、「DAC」プルダウンメニューによりＤＡＣの出力電圧を設定する。
例えば、「Config」プルダウンメニューでは、「Differential」を選択するとアンプの構成が差動アンプとなり、「Inverting」を選択するとアンプの構成が反転アンプとなり、「Non-Inverting」を選択するとアンプの構成が非反転アンプとなり、「I/V」を選択するとアンプの構成がＩＶアンプとなる。また、図３１で説明したように、選択されたアンプ及びバイアス回路に応じて、アンプのゲイン及びオフセット自動設定される。個別アンプブロックＰ５２１〜Ｐ５２３では、自動設定処理により設定されたゲイン及びＤＡＣ出力電圧がデフォルトで表示される。
また、個別アンプブロックＰ５２１〜Ｐ５２３の「Ｚｏｏｍ」をクリックすると、アンプのブロック図を参照しながら各種設定が可能である。具体的には、図５９のように、アンプ設定画面Ｐ６００をポップアップ表示し設定する。アンプ設定画面Ｐ６００では、実際の半導体装置１のアンプと同じ回路イメージが表示され、例えば、図８で示したアンプの回路構成が表示される。
アンプ設定画面Ｐ６００では、プルダウンメニューＰ６０１〜Ｐ６０４によりアンプの入力端子、出力端子の接続先が設定され、プルダウンメニューＰ６０５によりアンプのゲインが設定され、プルダウンメニューＰ６０６〜Ｐ６０８により入力抵抗の有無、ＤＡＣの接続が設定され、チェックボックスＰ６０９及びプルダウンメニューＰ６１０によりＤＡＣのオン／オフと出力電圧が設定される。
図５８のゲインアンプブロックＰ５２４は、半導体装置１の増幅アンプ１２０の設定を行うための設定メニューを表示する。ゲインアンプブロックＰ５２４では、個別アンプブロックＰ５２１〜Ｐ５２３と同様にアンプの設定を行う。ゲインアンプブロックＰ５２４では、「AMP Enable」チェックボックスによりアンプのオン／オフを設定し、「Gain」プルダウンメニューによりアンプのゲインを設定し、「DAC Enable」チェックボックスによりＤＡＣのオン／オフを設定し、「DAC」プルダウンメニューによりＤＡＣの出力電圧を設定する。
フィルタブロックＰ５２５は、半導体装置１のローパス・フィルタ１３０及びハイパス・フィルタ１４０の設定を行うための設定メニューを表示する。フィルタブロックＰ５２５では、「Order」プルダウンメニューにより、フィルタ回路の通過順序を設定し「LPF Enable」チェックボックスによりローパス・フィルタのオン／オフを設定し、「LPF Cutoff」プルダウンメニューにより、ローパス・フィルタのカットオフ周波数を設定し、「HPF Enable」チェックボックスによりハイパス・フィルタのオン／オフを設定し、「HPF Cutoff」プルダウンメニューにより、ハイパス・フィルタのカットオフ周波数を設定する。
例えば、「Order」プルダウンメニューでは、「LPF」を選択すると、ローパス・フィルタのみ通過する構成となり、「HPF」を選択すると、ハイパス・フィルタのみ通過する構成となり、「LPF→HPF」を選択すると、ローパス・フィルタ、ハイパス・フィルタの順に通過する構成となり、「HPF→LPF」を選択した場合、 ハイパス・フィルタ、ローパス・フィルタの順に通過する構成となる。
ＤＡＣブロックＰ５２６は、各アンプに接続されるＤＡＣの基準電圧の設定を行うための設定メニューを表示する。ＤＡＣブロックＰ５２６では、「DACVRT」プルダウンメニューにより、ＤＡＣの設定電圧上限値を設定し、「DACVRB」プルダウンメニューにより、ＤＡＣの設定電圧下限値を設定する。
可変レギュレータブロックＰ５２７は、半導体装置１の可変レギュレータ１５０の設定を行うための設定メニューを表示する。可変レギュレータブロックＰ５２７では、「Enable」チェックボックスにより、可変レギュレータのオン／オフを設定し、「LDO」プルダウンメニューには、可変レギュレータの出力電圧を設定する。
温度センサブロックＰ５２８、半導体装置１の温度センサ１６０の設定を行うための設定メニューを表示する。温度センサブロックＰ５２８では、「Enable」チェックボックスにより、温度センサのオン／オフを設定する。汎用アンプブロックＰ５２９は、半導体装置１の汎用アンプ１７０の設定を行うための設定メニューを表示する温度センサブロックＰ５２８では、「Enable」チェックボックスにより、汎用アンプのオン／オフを設定する。
半導体装置設定エリアＰ５２０の上部領域には、各回路の共通設定エリアＰ５３０が表示される。共通設定エリアＰ５３０には、「VDD」プルダウンメニューにより電源電圧を設定し、「Amp Mode」プルダウンメニューによりアンプモードを設定し、「Temperature」入力ボックスにより半導体装置１の温度が設定できる。「Amp Mode」プルダウンメニューでは、アンプ動作モードとして高速モードを示す「High」や低速モードを示す「Low」を選択する。
共通設定エリアＰ５３０の上方には、シミュレーションを実行するためのボタンＰ５３１〜Ｐ５３６が表示されている。「自動設定」ボタンＰ５３１は、図３１の自動設定処理を実行するためのボタンである。センサ選択フレームＰ５１０の「詳細設定」ボタンＰ５１６により設定変更した場合に、「自動設定」ボタンＰ５３１をクリックすることにより、設定変更したセンサに対応した構成でアンプのゲイン及びオフセットを調整し、アンプのゲイン及びＤＡＣ出力電圧を自動的に設定する。
「解析の設定」ボタンＰ５３２は、図３０のＳ２０３でシミュレーションパラメータを入力するためのボタンである。例えば、「解析の設定」ボタンＰ５３２をクリックすると、設定可能なパラメータの一覧がポップアップ表示され、各パラメータを設定する。図３０のＳ２０３で説明したように、設定したパラメータがパラメータ記憶部４２７に記憶される。
「過渡解析」ボタンＰ５３３は、図３４の過渡解析処理を実行するためのボタンである。「過渡解析」ボタンＰ５３３をクリックすると、図３４で説明したように、設定された回路情報及びパラメータをシミュレーション条件として、半導体装置１に物理量を時系列で入力した場合の動作をシミュレーションし、シミュレーションした結果をシミュレーション画面Ｐ５００に表示する。
「ＡＣ解析」ボタンＰ５３４は、図３５のＡＣ解析処理を実行するためのボタンである。「ＡＣ解析」ボタンＰ５３４をクリックすると、図３５で説明したように、設定された回路情報及びパラメータをシミュレーション条件として、半導体装置１に周波数ごとに物理量を入力した場合の動作をシミュレーションし、シミュレーションした結果をシミュレーション画面Ｐ５００に表示する。
「フィルタ効果」ボタンＰ５３５は、図３６のフィルタ効果解析処理を実行するためのボタンである。「フィルタ効果」ボタンＰ５３５をクリックすると、図３６で説明したように、設定された回路情報及びパラメータをシミュレーション条件として、半導体装置１にノイズを付加した物理量を入力した場合の動作をシミュレーションし、シミュレーションした結果をシミュレーション画面Ｐ５００に表示する。
「同期検波回路」ボタンＰ５３６は、図３７の同期検波解析処理を実行するためのボタンである。「同期検波回路」ボタンＰ５３６をクリックすると、図３７で説明したように、設定された回路情報及びパラメータをシミュレーション条件として、半導体装置１に物理量及び同期信号を入力した場合の動作をシミュレーションし、シミュレーションした結果をシミュレーション画面Ｐ５００に表示する。
図６０Ａ〜図６０Ｃは、図５８のシミュレーション画面Ｐ５００に過渡解析結果が追加表示された場合の表示例である。なお、図６０Ａ〜図６０Ｃは、連続して表示される画面を分割して図示している。
図６０Ａ〜図６０Ｃに示すように、「過渡解析」ボタンＰ５３３をクリックし過渡解析処理を実行すると、シミュレーション画面Ｐ５００には、半導体装置設定エリアＰ５２０の下側に過渡解析結果Ｐ７００が表示される。
過渡解析結果Ｐ７００では、結果グラフＰ７０１〜Ｐ７０５にそれぞれシミュレーション結果の信号波形がまとめて表示される。結果グラフＰ７０１は、センサの出力信号の波形をまとめて表示する。図６０Ｂの結果グラフＰ７０１では、センサの出力信号ＳＥＮＳＥ＿ＯＵＴ１及びＳＥＮＳＥ＿ＯＵＴ２（センサの出力信号Ｓ＿１及びＳ＿２）が表示されている。
結果グラフＰ７０２は、アンプの出力信号の波形をまとめて表示する。図６０Ｂの結果グラフＰ７０２では、ＡＭＰ３＿ＯＵＴ及びＡＭＰ１＿ＯＵＴ（ＣＨ３及びＣＨ１のアンプの出力信号）が表示されている。
結果グラフＰ７０３は、ゲインアンプとフィルタの出力信号の波形をまとめて表示する。図６０Ｂの結果グラフＰ７０３では、ＨＰＦ＿ＯＵＴ（ハイパス・フィルタの出力信号）、ＬＰＦ＿ＯＵＴ（ローパス・フィルタの出力信号）、ＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴ（同期検波回路の出力信号）、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴ（ゲインアンプの出力信号）が表示されている。
結果グラフＰ７０４は、ＤＡＣとその他の出力信号の波形をまとめて表示する。図６０Ｂの結果グラフＰ７０４では、ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ（温度センサの出力信号）、ＬＤＯ＿ＯＵＴ（電源レギュレータの出力信号）、ＤＡＣ４＿ＯＵＴ、ＤＡＣ３＿ＯＵＴ及びＤＡＣ１＿ＯＵＴ（ＤＡＣ４，ＤＡＣ３及びＤＡＣ１の出力信号）が表示されている。
結果グラフＰ７０５は、全ての出力信号の波形をまとめて表示する。図６０Ｃの結果グラフＰ７０５では、結果グラフＰ７０１〜Ｐ７０４に表示された、ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ、ＬＤＯ＿ＯＵＴ、ＤＡＣ４＿ＯＵＴ、ＤＡＣ３＿ＯＵＴ、ＤＡＣ１＿ＯＵＴ、ＨＰＦ＿ＯＵＴ、ＬＰＦ＿ＯＵＴ、ＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴ、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴ、ＡＭＰ３＿ＯＵＴ、ＡＭＰ１＿ＯＵＴ、ＳＥＮＳＥ＿ＯＵＴ２、ＳＥＮＳＥ＿ＯＵＴ１が表示されている。
図６１Ａ〜図６１Ｄは、図６０Ａ〜図６０Ｃのシミュレーション画面Ｐ５００にさらに過渡解析結果が追加表示された場合の表示例である。なお、図６１Ａ〜図６１Ｄは、連続して表示される画面を分割して図示している。
図６１Ａ〜図６１Ｄ示すように、図６０Ａ〜図６０Ｃのシミュレーション画面Ｐ５００において、さらに「過渡解析」ボタンＰ５３３をクリックし過渡解析処理を実行すると、シミュレーション画面Ｐ５００には、過渡解析結果Ｐ７００の下側に過渡解析結果Ｐ７１０が表示される。
過渡解析結果Ｐ７１０は、過渡解析結果Ｐ７００と同様に、結果グラフＰ７１１〜Ｐ７１５にそれぞれシミュレーション結果の信号波形がまとめて表示される。
図６１Ｃの結果グラフＰ７１１では、センサの出力信号ＳＥＮＳＥ＿ＯＵＴ１が表示されている。図６１Ｃの結果グラフＰ７１２では、ＡＭＰ３＿ＯＵＴ及びＡＭＰ２＿ＯＵＴが表示されている。図６１Ｄの結果グラフＰ７１３では、ＨＰＦ＿ＯＵＴ、ＬＰＦ＿ＯＵＴ、ＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴ、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴが表示されている。図６１Ｄの結果グラフＰ７１４では、ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ、ＬＤＯ＿ＯＵＴ、ＤＡＣ４＿ＯＵＴ、ＤＡＣ３＿ＯＵＴ及びＤＡＣ２＿ＯＵＴが表示されている。図６１Ｄの結果グラフＰ７１５では、結果グラフＰ７１１〜Ｐ７１４に表示された、ＴＥＭＰ＿ＯＵＴ、ＬＤＯ＿ＯＵＴ、ＤＡＣ４＿ＯＵＴ、ＤＡＣ３＿ＯＵＴ、ＤＡＣ２＿ＯＵＴ、ＨＰＦ＿ＯＵＴ、ＬＰＦ＿ＯＵＴ、ＳＹＮＣＨ＿ＯＵＴ、ＧＡＩＮＡＭＰ＿ＯＵＴ、ＡＭＰ３＿ＯＵＴ、ＡＭＰ２＿ＯＵＴ、ＳＥＮＳＥ＿ＯＵＴ１が表示されている。
図６２は、図３６のフィルタ効果解析処理の結果として表示される結果グラフの表示例である。「フィルタ効果」ボタンＰ５３５をクリックしフィルタ効果解析処理を実行すると、シミュレーション画面Ｐ５００の下側にフィルタ効果結果画面が表示される。フィルタ効果結果画面には、過渡解析結果と同様に複数の結果グラフが表示され、その結果グラフの一つとして図６２の結果グラフＰ７２０が表示される。
結果グラフＰ７２０では、ノイズを含むセンサのセンサ出力信号Ｐ７２１、センサ出力信号Ｐ７２１をアンプにより増幅したアンプ出力信号Ｐ７２２、アンプ出力信号Ｐ７２２をフィルタによりノイズを除去したフィルタ出力信号Ｐ７２３をまとめて（重ねて）表示する。フィルタ適用前のセンサ出力信号Ｐ７２１及びアンプ出力信号Ｐ７２２と、フィルタ適用後のフィルタ出力信号Ｐ７２３とを重ねて表示することで、フィルタ前後の波形を簡易に比較でき、フィルタの効果を一目で確認することができる。
従来、フィルタの効果を確認するためには、横軸を周波数軸として周波数特性により確認していたため、フィルタの効果が視覚的に分かり難かった。これに対し、図６２のように表示することで、ユーザがフィルタ効果をすぐに確認できるため、ユーザにとって利便性が高い。
図６３は、図２９のＳ１１０で表示される部品リスト画面の表示例である。図６３に示すように、図３８や図３９、図５６、図５７、図５８等のウェブシミュレータ画面Ｐ１００において、「部品リスト」タブＰ１６が選択された場合、部品リスト画面Ｐ８００が表示される。
部品リスト画面Ｐ８００には、部品購入先を選択するタブＰ８１０、Ｐ８２０が表示される。「Chip1Stop」タブＰ８１０を選択すると、部品リストＰ８１１が表示される。部品リストＰ８１１には、シミュレーションで選択した半導体装置１やセンサの一覧が表示される。部品リストＰ８１１では、複数の欄に各部品の情報が表示される。図６３では、部品ごとに、部品名（Ref）、部品数（Qty）、品番（Find Part Number）、メーカ（Manufacturer）、説明（Description）、価格（In Stock-Price）が表示されている。「CHECKOUT」ボタンＰ８２２をクリックすることで、部品を購入することができる。
図６４Ａ〜図６４Ｇは、図２９のＳ１１２で表示されるレポート画面の表示例である。なお、図６４Ａ〜図６４Ｇは、連続して表示される画面を分割して図示している。
図６４に示すように、図３８や図３９、図５６、図５７、図５８、図６３等のウェブシミュレータ画面Ｐ１００において、「レポート」タブＰ１７が選択された場合、レポート画面Ｐ９００が表示される。
レポート画面Ｐ９００では、上部に、シミュレーションで使用した半導体装置を識別するための半導体装置識別エリアＰ９０１が表示される。半導体装置識別エリアＰ９０１には、ＡＦＥ選択画面で選択されてシミュレーションが行われた半導体装置の品番が表示される。図６４Ａの例では、半導体装置識別エリアＰ９０１に図５６のように選択された品番「RAA730500Z」が表示されている。
また、半導体装置識別エリアＰ９０１の右側には、ＰＤＦアイコンＰ９０２が表示されている。ＰＤＦアイコンＰ９０２をクリックすると、レポート画面Ｐ９００全体をＰＤＦ形式の１つのファイルとしたＰＤＦファイルがユーザ端末３にダウンロードされる。すなわち、レポート画面Ｐ９００に表示される、半導体装置識別エリアＰ９０１、センサ表示エリアＰ９１０、レジスタ表示エリアＰ９２０、接続表示エリアＰ９３０、スマートアナログ表示エリアＰ９４０、部品リスト表示エリアＰ９５０、結果表示エリアＰ９６０の全体が１つのＰＤＦファイルに含まれてダウンロードされる。
レポート画面Ｐ９００では、半導体装置識別エリアＰ９０１の下にセンサ表示エリアＰ９１０が表示される。センサ表示エリアＰ９１０は、センサ選択画面で選択されてシミュレーションが行われたセンサについて、センサタイプ及び品番、メーカが表示され、さらに、バイアス回路画面で選択されてシミュレーションが行われたバイアス回路がセンサごとに表示される。図６４Ａの例では、センサ表示エリアＰ９１０に、図４０のように選択された圧力センサ、フォトトランジスタ及び温度センサが表示され、図４４、図４５、図４８のように選択されたバイアス回路がセンサに対応して表示されている。
レポート画面Ｐ９００では、センサ表示エリアＰ９１０の下にレジスタ表示エリアＰ９２０が表示される。レジスタ表示エリアＰ９２０には、センサごとにレジスタ情報Ｐ９２１、「ダウンロード」ボタンＰ９２２が表示される。「ダウンロード」ボタンＰ９２２をクリックするとレジスタ情報Ｐ９２１に表示されているレジスタ情報がユーザ端末３にダウンロードされる。
レジスタ情報Ｐ９２１には、シミュレーション画面で設定されてシミュレーションが行われた半導体装置１の構成に対応するレジスタ情報が表示される。図２９のＳ１１１で説明したように設定されている回路情報やパラメータに基づいて、半導体装置１のレジスタ１８１に設定するレジスタ情報が生成される。
レポート画面Ｐ９００では、レジスタ表示エリアＰ９２０の下に接続表示エリアＰ９３０が表示される。接続表示エリアＰ９３０には、センサＡＦＥ選択画面で設定されてシミュレーションが行われたセンサと半導体装置１との接続関係が表示される。接続表示エリアＰ９３０には、図５７と同様に、センサ選択フレームＰ９３１と半導体装置イメージＰ９３２が表示される。
レポート画面Ｐ９００では、接続表示エリアＰ９３０の下にスマートアナログ（半導体装置）表示エリアＰ９４０が表示される。スマートアナログ表示エリアＰ９４０には、センサごとに半導体装置１の設定情報Ｐ９４１が表示される。
設定情報Ｐ９４１には、シミュレーション画面で設定されてシミュレーションが行われた半導体装置１の構成に対応する設定情報が表示される。設定情報Ｐ９４１には、図５８で設定した半導体装置１の各パラメータの設定値が表示される。また、設定情報Ｐ９４１と上記のレジスタ表示エリアで表示されるレジスタ情報Ｐ９２１とは対応しており、レジスタ情報Ｐ９２１で設定される内容を設定情報Ｐ９４１により確認することもできる。
レポート画面Ｐ９００では、スマートアナログ表示エリアＰ９４０の下に部品リスト表示エリアＰ９５０が表示される。部品リスト表示エリアＰ９５０には、シミュレーションで使用された半導体装置１及びセンサの部品リストが表示される。部品リスト表示エリアＰ９５０には、図６３の部品リスト画面Ｐ８００と同様に部品名（Others）、部品数（Quantity）、品番（Description）、メーカ（Additional Parameters）が表示される。
レポート画面Ｐ９００では、部品リスト表示エリアＰ９５０の下に結果表示エリアＰ９６０が表示される。結果表示エリアＰ９６０には、シミュレーション画面でシミュレーションが行われて表示されたシミュレーション結果が表示される。図６４Ｅ〜図６４Ｇでは、図６１Ｂ〜図６１Ｄと同様に、センサ０の過渡解析結果Ｐ９６１、センサ１の過渡解析結果Ｐ９６２が表示されている。過渡解析結果Ｐ９６１には、図６１Ｂ〜図６１Ｄの結果グラフＰ７０１〜Ｐ７０５と同様の結果グラフＰ９６１ａ〜Ｐ９６１ｅが表示され、過渡解析結果Ｐ９６２には、図６１Ｂ〜図６１Ｄの結果グラフＰ７１１〜Ｐ７１５と同様の結果グラフＰ９６２ａ〜Ｐ９６２ｅが表示されている。
図６５は、本実施の形態に係る半導体装置の設定システムの構成の一例を示している。この設定システムは、ユーザ端末３がウェブシミュレータ４から取得したレジスタ情報を半導体装置１に設定するシステムである。図６５に示すように、この設定システムは、半導体装置１を搭載する評価ボード１０、センサ２を搭載するセンサボード、ユーザ端末３及びエミュレータ６を備えている。
評価ボード１０は、ＵＳＢインタフェース１１、センサインタフェース１２を備えている。ユーザ端末３はエミュレータ６を介してＵＳＢケーブルによりＵＳＢインタフェース１１に接続され、ＵＳＢインタフェース１１を介して、ユーザ端末３及びエミュレータ６と半導体装置１との間で入出力可能に接続される。センサボード２０はセンサインタフェース１２により接続され、センサインタフェース１２を介して、センサ２と半導体装置１とが入出力可能に接続される。
エミュレータ６は、半導体装置１のＭＣＵ部２００に接続されて、ＭＣＵ部２００をエミュレートする。ユーザ端末３は、エミュレータ６に接続することで、ＡＦＥ部１００のレジスタ情報や、ＭＣＵ部２００のプログラムの書き込みが可能である。
図６６は、図６５の設定システムにおいて半導体装置１の設定を行う方法を示している。図６６に示すように、まず、半導体装置１の動作についてウェブシミュレータ４でシミュレーションを行う（Ｓ４０１）。図２６のシステムにおいて、ユーザ端末３はウェブシミュレータ４にアクセスし、ウェブシミュレータ４上でシミュレーションを実行する。上記のように、ユーザ端末３はウェブシミュレータ４のシミュレーション画面を操作することにより、ウェブシミュレータ４でセンサ及びバイアス回路に応じて設定した半導体装置１の動作をシミュレーションする。
次いで、ユーザ端末３はレジスタ情報をダウンロードする（Ｓ４０２）。上記のように、ユーザ端末３はウェブシミュレータ４のレポート画面を操作することにより、ウェブシミュレータ４で生成された半導体装置１のレジスタ情報をダウンロードする。ユーザ端末３はダウンロードしたレジスタ情報を記憶部３１０に記憶する。
次いで、ユーザ端末３は部品を購入する（Ｓ４０３）。上記のように、ユーザ端末３はウェブシミュレータ４の部品リスト画面を操作し、シミュレーションを行ったセンサ及び半導体装置１を部品販売業者から購入する。ユーザは購入したセンサをセンサボード２０へ接続するとともに半導体装置１を評価ボード１０へ接続し、図６５の設定システムを構築する。
次いで、ユーザ端末３は半導体装置１にレジスタ情報を書き込む（Ｓ４０４）。構築した図６５の設定システムにおいて、ユーザ端末３は、ウェブシミュレータ４からダウンロードしたレジスタ情報を、半導体装置１のレジスタ１８１へエミュレータを介して書き込む。
これにより、半導体装置１のＡＦＥ部１００の設定が完了する。その後、半導体装置１を起動すると、レジスタ１８１に書き込まれたレジスタ情報のよってＡＦＥ部１００の構成及び特性が設定され、ＡＦＥ部１００が動作を開始する。すなわち、シミュレーションを行った構成により半導体装置１を動作させることができる。
以上のように本実施の形態では、回路構成及び回路特性を変更可能な半導体装置１の動作をウェブシミュレータによりシミュレーションすることとした。ウェブシミュレータ上でシミュレーションを実行するため、ユーザ端末にシミュレータの環境が不要であり、手軽にユーザがシミュレーションを行うことができる。回路構成及び回路特性を変更可能な半導体装置１と同じアナログ回路（ＡＦＥ）についてシミュレーションを行うため、ユーザの簡単な操作で、様々な構成や特性のアナログ回路についてシミュレーションを行うことができる。
本実施の形態のウェブシミュレータでは、半導体装置に接続するセンサ及びバイアス回路をユーザが任意に選択可能である。ユーザがセンサを選択すると、選択したセンサで使用可能な複数のバイアス回路が自動的にユーザに表示される。ユーザは、センサに応じた複数のバイアス回路から所望のバイアス回路を選択することができる。従来技術では、センサを選択するとバイアス回路の構成が固定であったためユーザのアプリケーション環境に応じた回路構成とすることはできなかった。本実施の形態では、複数のバイアス回路からアプリケーション環境に適したバイアス回路を選択できるため、最適な回路構成でシミュレーションを行うことができる。
また、本実施の形態のウェブシミュレータでは、センサ及びバイアス回路を選択すると、選択したセンサ及びバイアス回路の構成に応じて、コンフィギュラブル・アンプの回路構成が自動的に決定する。さらに、選択したセンサ及びバイアス回路の特性に応じて、コンフィギュラブル・アンプのゲイン及びオフセットも自動的に設定する。これにより、ユーザがセンサ及びバイアス回路を調べたり、センサ及びバイアス回路に対応した半導体装置１の構成や特性を検討することが不要となるため、簡易に最適な構成及び特性でシミュレーションを行うことができる。
また、本実施の形態のウェブシミュレータでは、センサに入力する物理量の入力パターンを所定の波形パターンの中から選択可能とした。波形パターンを入力してセンサ及び半導体装置の動作をシミュレーションすることにより、アナログ回路の様々な特性を効果的に確認することができる。例えば、正弦波を入力することで周波数特性をユーザが簡易に確認でき、方形波やステップ応答を入力することで応答特性をユーザが簡易に確認でき、三角波を入力することでクリップ波形をユーザが簡易に確認することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で 種々変更可能であることはいうまでもない。
１ 半導体装置
２ センサ
３ ユーザ端末
４ ウェブシミュレータ
５ ネットワーク
６ エミュレータ
１０ 評価ボード
１１ ＵＳＢインタフェース
１２ センサインタフェース
２０ センサボード
３２ 入力装置
３３ 表示装置
３４ メモリ
３５ ＨＤＤ
３６ 入出力インタフェース
３７ ＮＩＣ
１００ ＡＦＥ（アナログフロントエンド）部
１１０ コンフィギュラブル・アンプ
１１１ オペアンプ
１１２ 可変抵抗
１１３ スイッチ
１２０ （同期検波対応）増幅アンプ
１２１ 抵抗（可変抵抗、固定抵抗）
１２４ 同期検波スイッチ
１２５ 固定抵抗
１３０ ローパス・フィルタ
１３１ スイッチング信号生成部
１３２ フィルタ部
１３３ フリップフロップ
１３４ インバータ
１３５ オペアンプ
１３６ スイッチ
１３７ コンデンサ
１３９ 可変電源
１４０ ハイパス・フィルタ
１４１ スイッチング信号生成部
１４２ フィルタ部
１４３ フリップフロップ
１４４ インバータ
１４５ オペアンプ
１４６ スイッチ
１４７ コンデンサ
１４９ 可変電源
１５０ 可変レギュレータ
１５１ オペアンプ
１５２、１５３ トランジスタ
１５４ 固定抵抗
１５５ 可変抵抗
１６０ 温度センサ
１６１ オペアンプ
１６２ 電流源
１６３ ダイオード
１６４ 固定抵抗
１７０ 汎用アンプ
１８０ ＳＰＩインタフェース
１８１ レジスタ
１９０ 計装アンプ
１９１ （コンパレータ内蔵）高速計装アンプ
１９２ オペアンプ
１９３ 可変抵抗
１９４ 固定抵抗
２００ ＭＣＵ部
２１０ ＣＰＵコア
２２０ メモリ
２３０ オシレータ
２４０ タイマ
２５０ 入出力ポート
２６０ Ａ／Ｄコンバータ
２７０ ＳＰＩインタフェース
３００ ウェブブラウザ
３１０ 記憶部
４００ ウェブサーバ
４１０ シミュレーション制御部
４１１ ウェブページ処理部
４１２ 回路設定部
４１２ａ センサ選択部
４１２ｂ バイアス回路選択部
４１２ｃ ＡＦＥ設定選択部
４１３ パラメータ設定部
４１５ シミュレーション実行部
４１６ レジスタ情報生成部
４２０ 記憶部
４２１ センサデータベース
４２２ センサバイアス回路データベース
４２３ コンフィギュラブルアナログ回路データベース
４２４ ＡＦＥデータベース
４２５ ウェブページ情報記憶部
４２６ 回路情報記憶部
４２７ パラメータ記憶部
４２８ 結果情報記憶部
４２９ レジスタ情報記憶部
４５０ 物理量変換部
４５１ 自動設定部
４５２ 過渡解析部
４５３ ＡＣ解析部
４５４ フィルタ効果解析部
４５５ 同期検波解析部
Ｐ１０ タブ表示エリア
Ｐ１００ ウェブシミュレータ画面
Ｐ１０１ ガイダンス画面
Ｐ２００ センサ選択画面
Ｐ２１０ センサ選択フレーム
Ｐ２２０ センサ詳細画面
Ｐ２３０ タブ表示エリア
Ｐ２４０ センサ詳細選択画面
Ｐ２４１ センサタイプ表示エリア
Ｐ２４２ センサ選択方法ラジオボタン
Ｐ２４３ センサ絞り込み条件
Ｐ２４４ センサリスト
Ｐ２５０ バイアス回路選択画面
Ｐ２５１ 回路一覧
Ｐ２５２ 選択回路
Ｐ２５３ バイアス回路
Ｐ２６０ 物理量入力画面
Ｐ２６１ 入力パターン一覧
Ｐ２６２ 入力パラメータエリア
Ｐ２７０ ユーザ定義入力エリア
Ｐ２８０ センサ特性画面
Ｐ３００ ＡＦＥ選択画面
Ｐ３０１ ＡＦＥ絞り込み条件
Ｐ３２０ ＡＦＥリスト
Ｐ４００ センサＡＦＥ接続画面
Ｐ４１０ センサ選択フレーム
Ｐ４２０ 半導体装置イメージ
Ｐ４３０ 入力端子プルダウンメニュー
Ｐ５００ シミュレーション画面
Ｐ５１０ センサ選択フレーム
Ｐ５２０ 半導体装置設定エリア
Ｐ５２１〜Ｐ５２３ 個別アンプブロック
Ｐ５２４ ゲインアンプブロック
Ｐ５２５ フィルタブロック
Ｐ５２６ ＤＡＣブロック
Ｐ５３０ 共通設定エリア
Ｐ６００ アンプ設定画面
Ｐ７００ 過渡解析結果
Ｐ７０１〜Ｐ７０５ 結果グラフ
Ｐ７１０ 過渡解析結果
Ｐ７１１〜Ｐ７１５ 結果グラフ
Ｐ７２０ 結果グラフ
Ｐ７２１ センサ出力信号
Ｐ７２２ アンプ出力信号
Ｐ７２３ フィルタ出力信号
Ｐ８００ 部品リスト画面
Ｐ８１１ 部品リスト
Ｐ９００ レポート画面
Ｐ９０１ 半導体装置識別エリア
Ｐ９１０ センサ表示エリア
Ｐ９２０ レジスタ表示エリア
Ｐ９３０ 接続表示エリア
Ｐ９３１ センサ選択フレーム
Ｐ９３２ 半導体装置イメージ
Ｐ９４０ スマートアナログ表示エリア
Ｐ９５０ 部品リスト表示エリア
Ｐ９６０ 結果表示エリア
Ｐ９６１、Ｐ９６２ 過渡解析結果

Claims (14)

  1. 回路構成が変更可能なアナログフロントエンド回路を含む半導体装置のシミュレータであって、
    センサと当該センサにバイアス信号を供給する複数のバイアス回路とを関連付けて記憶するバイアス回路情報記憶部と、
    前記アナログフロントエンド回路に接続するセンサを選択するセンサ選択部と、
    前記バイアス回路情報記憶部を参照して、前記選択されたセンサに対応する前記複数のバイアス回路を表示するバイアス回路表示部と、
    前記表示した複数のバイアス回路の中からユーザの操作に従い、前記選択されたセンサに接続するバイアス回路を選択するバイアス回路選択部と、
    前記選択されたセンサ及びバイアス回路に接続する前記アナログフロントエンド回路の回路構成を設定する回路構成設定部と、
    前記選択されたセンサ及びバイアス回路と前記設定された回路構成のアナログフロントエンド回路とを接続した接続回路のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
    を有する半導体装置のシミュレータ。
  2. 前記センサと当該センサの種類とを関連付けて記憶するセンサ情報記憶部を有し、
    前記センサ選択部は、前記センサ情報記憶部の関連付けに基づいて、選択されたセンサの種類に対応する前記センサを選択する、
    請求項１に記載の半導体装置のシミュレータ。
  3. 前記センサ情報記憶部を参照して、ユーザが選択したセンサの種類に対応する複数の前記センサを表示するセンサ表示部を有し、
    前記センサ選択部は、前記表示した複数のセンサの中からユーザの操作に従い前記センサを選択する、
    請求項２に記載の半導体装置のシミュレータ。
  4. 前記センサ表示部は、
    前記センサ情報記憶部を参照して、ユーザが選択したセンサの種類に該当し、かつ、ユーザが指定したセンサの検索条件に該当する複数の前記センサを表示する、
    請求項３に記載の半導体装置のシミュレータ。
    ｍ
  5. 前記センサ及びバイアス回路と前記バイアス回路を介して前記センサに接続する前記アナログフロントエンド回路の回路構成とを関連付けて記憶するアナログ回路情報記憶部を有し、
    前記回路構成設定部は、前記アナログ回路情報記憶部を参照して、前記選択されたセンサ及びバイアス回路に対応する前記アナログフロントエンド回路の回路構成を設定する、
    請求項１に記載の半導体装置のシミュレータ。
  6. 前記回路構成設定部は、前記アナログフロントエンド回路に含まれるコンフィギュラブル・アンプの回路構成を、前記選択されたセンサ及びバイアス回路に応じて設定する、
    請求項１に記載の半導体装置のシミュレータ。
  7. 前記回路構成設定部は、前記選択されたセンサ及びバイアス回路の出力端子と前記アナログフロントエンド回路の入力端子との接続関係を設定する、
    請求項１に記載の半導体装置のシミュレータ。
  8. 前記選択されたセンサ及びバイアス回路に基づいて前記アナログフロントエンド回路の回路特性を設定する回路特性設定部を有する、
    請求項１に記載の半導体装置のシミュレータ。
  9. 前記回路特性設定部は、前記アナログフロントエンド回路の出力信号が前記アナログフロントエンド回路の動作可能範囲内となるように、前記アナログフロントエンド回路のゲイン及びオフセットを設定する、
    請求項８に記載の半導体装置のシミュレータ。
  10. 前記アナログフロントエンド回路を含む半導体装置と、当該アナログフロントエンド回路が構成可能な回路とを関連付けて記憶する半導体装置情報記憶部と、
    前記半導体装置情報記憶部の関連付けに基づいて、前記設定された回路構成のアナログフロントエンド回路を含む前記半導体装置をシミュレーション対象として選択する半導体装置選択部と、を有する、
    請求項１に記載の半導体装置のシミュレータ。
  11. 前記半導体装置情報記憶部を参照して、前記設定された回路構成のアナログフロントエンド回路に対応する複数の前記半導体装置を表示する半導体装置表示部を有し、
    前記半導体装置選択部は、前記表示した複数の半導体装置の中からユーザの操作に従い前記半導体装置を選択する、
    請求項１０に記載の半導体装置のシミュレータ。
  12. 前記半導体装置表示部は、
    前記半導体装置情報記憶部を参照して、前記設定された回路構成のアナログフロントエンド回路を含み、かつ、ユーザが指定した半導体装置の検索条件に該当する複数の前記半導体装置を表示する、
    請求項１１に記載の半導体装置のシミュレータ。
  13. 回路構成が変更可能なアナログフロントエンド回路を含む半導体装置のシミュレータで実行されるシミュレーション方法であって、
    前記シミュレータは、
    センサと当該センサにバイアス信号を供給する複数のバイアス回路とを関連付けてバイアス回路情報記憶部に記憶し、
    前記アナログフロントエンド回路に接続するセンサを選択し、
    前記バイアス回路情報記憶部を参照して、前記選択されたセンサに対応する前記複数のバイアス回路を表示し、
    前記表示した複数のバイアス回路の中からユーザの操作に従い、前記選択されたセンサに接続するバイアス回路を選択し、
    前記選択されたセンサ及びバイアス回路に接続する前記アナログフロントエンド回路の回路構成を設定し、
    前記選択されたセンサ及びバイアス回路と前記設定された回路構成のアナログフロントエンド回路とを接続した接続回路のシミュレーションを実行する、
    半導体装置のシミュレーション方法。

  14. 回路構成が変更可能なアナログフロントエンド回路を含む半導体装置のシミュレーション処理をコンピュータに実行させるシミュレーションプログラムであって、
    センサと当該センサにバイアス信号を供給する複数のバイアス回路とを関連付けてバイアス回路情報記憶部に記憶し、
    前記アナログフロントエンド回路に接続するセンサを選択し、
    前記バイアス回路情報記憶部を参照して、前記選択されたセンサに対応する前記複数のバイアス回路を表示し、
    前記表示した複数のバイアス回路の中からユーザの操作に従い、前記選択されたセンサに接続するバイアス回路を選択し、
    前記選択されたセンサ及びバイアス回路に接続する前記アナログフロントエンド回路の回路構成を設定し、
    前記選択されたセンサ及びバイアス回路と前記設定された回路構成のアナログフロントエンド回路とを接続した接続回路のシミュレーションを実行する、
    半導体装置のシミュレーションプログラム。
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