KR20020067717A - 컴퓨터 직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 COMPUTER(이하 컴퓨터)직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 통신을 이용하여 원거리에 위치한 타겟시스템에서 측정한 신호파형을 컴퓨터와 연결된 화면에 표시하도록 하는 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 컴퓨터와 직렬포트를 이용하여 통신을 할 수 있도록 되어 있으며, 측정하고자 하는 위치에 장착되어서 컴퓨터로부터 제어명령을 입력받아 신호를 측정하는 타겟시스템과, 타겟시스템으로 제어명령을 전송하고, 타겟시스템으로부터 전송된 데이터를 화면에 오실로스코프처럼 영상으로 표시하는 컴퓨터로 이루어져 있다.

본 발명은 타겟시스템과 데이터 표시 프로그램을 내장한 컴퓨터를 이용하여 사용자가 직접측정이 불가능한 곳에서도 신호의 측정이 가능하며, 데이터의 표시 포맷을 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 측정된 데이터를 통신을 이용하여 그 결과를 컴퓨터의 화면에서 볼 수 있는 효과가 있다.

Description

컴퓨터 직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템{SOFTWARE OSCILOSCOPE SYSTEM USING USING COMPUTER SERIAL COMMUNICATION}

본 발명은 컴퓨터 직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 통신을 이용하여 원거리에 위치한 타겟시스템에서 측정한 신호파형을 컴퓨터와 연결된 화면에 표시하도록 하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 측정된 파형을 영상으로 표시하는 장치로는 오실로스코프가 많이 사용되고 있다.

오실로스코프는 두 측정단자(JACK)를 이용하여 시험점을 측정하고, 그 파형을 모니터상에 표시하도록 하는 장비이다.

근래의 오실로스코프는 매우 고정밀의 분석능력 및 다양한 기능들을 이용자에게 제공하고 있다.

그러나, 대부분의 시스템에서는 오실로스코프의 일부 기능만을 사용하여도 측정이 가능하지만, 최근의 오실로스코프는 고정밀, 다기능을 지향하기 때문에, 간단한 기능을 주로 사용하려는 이용자는 고비용을 부담하여 오실로스코프를 구비해야 한다.

한편, 대부분의 오실로스코프는 무게가 무겁고, 부피가 작지 않아서, 만약 오실로스코프가 설치되어야 하는 곳의 장소가 협소하거나, 오실로스코프를 이동시켜야 할 경우에는 불편함이 따른다.

또한, 고전압이나, 측정점이 매몰되어 있는 경우 등 사용자가 직접 측정이 어려운 곳에서는 종래의 오실로스코프를 사용하기 힘들다.

근래에는 컴퓨터에서 오실로스코프 기능을 수행할 수 있도록 하는 프로그램을 사용하여 오실로스코프 장치 없이도 컴퓨터로만 파형측정하는 것이 가능한(특허등록 1991-0007689호)장치가 있지만, 이것은 단지 오실로스코프 대신 컴퓨터에서 단자를 이용하여 측정하고 표시하는 것이기 때문에, 상기와 마찬가지로 공간상의 제약 및 측정시의 어려움을 갖는다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 원거리나 직접 측정이 불가능한 위치에 있는 시스템 내의 파형신호를 타겟시스템에서 측정하고 샘플링하여 통신을 이용해 그 데이터를 컴퓨터로 전송하여 이를 컴퓨터에서 표시하고, 컴퓨터에서 타겟시스템을 제어할 수 있는 시스템을 구현하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 2는 타겟시스템의 트리거와 샘플링 제어부의 기본 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 3은 타겟시스템에서 트리거와 샘플링 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 컴퓨터화면을 일실시예로 나타낸 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 측정된 신호를 입력받는 입출력부와, 입출력부로부터 입력된 신호를 컴퓨터로부터 입력된 설정 조건에 따라 트리거와 샘플링 및 버퍼링하는 트리거와 샘플링 제어부와, 버퍼링된 데이터를 컴퓨터로 전송하며, 컴퓨터로부터 제어명령을 입력받는 직렬포트와, 컴퓨터로부터 전송된 제어명령에 따라 타겟시스템을 운용하는 운용프로그램부로 구성된 타겟시스템과,

화면에 표시될 파형의 포맷을 조정하여 세팅할 수 있도록 하는 파형표시 모드 제어부를 구비하고, 타겟시스템으로부터 수신된 데이터를 영상으로 화면에 표시할 수 있도록 하는 그래픽 인터페이스를 포함한 신호영상 표시 프로그램이 내장된 컴퓨터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 컴퓨터(100)와 직렬포트를 이용하여 통신을 할 수 있도록 되어 있으며, 측정하고자 하는 위치에 장착되어서 컴퓨터(100)로부터 제어명령을 입력받아 신호를 측정하고 측정된 신호를 샘플링하여 버퍼링하는 타겟시스템(200)과, 타겟시스템(200)으로 제어명령을 전송하고, 타겟시스템(200)으로부터 전송된 데이터를 화면에 오실로스코프처럼 영상으로 표시하는 컴퓨터(100)로 이루어져 있다.

상기 타겟시스템(200)은, 컴퓨터로부터 전송된 파형의 샘플링 주기와 인터럽트 주기 및 기타 측정신호에 대한 제어신호를 입력받아 그 신호에 따라 타겟시스템을 제어하고 운용하는 운용프로그램부(230)와,

측정점으로부터 측정된 신호를 입력받는 입출력부(240)와,

입출력부(240)로부터 입력받은 신호를 컴퓨터(100)에서 전송한 제어명령에 따라 트리거하고 샘플링하여 전송할 데이터를 가공하고, 가공된 데이터를 샘플링한 순서대로 버퍼링하여 직렬형식으로 포트에 전송하는 트리거와 샘플링 제어부(220)와,

상기 트리거와 샘플링 제어부(220)에서 가공된 데이터를 입력받아 직렬형식으로 컴퓨터(100)에 전송하는 직렬포트(210)로 이루어진다.

상기 컴퓨터(100)에는 타겟시스템(200)으로부터 전송된 데이터를 수신하고 사용자가 지정하는 신호의 포맷형식을 타겟시스템(200)으로 전달하는 직렬포트(120)를 구비하고, 직렬포트(120)를 통해 수신된 데이터를 화면에 영상으로 표시될 수 있도록 GUI (GRAPHIC USER INTERFACE, 이하 그래픽 인터페이스)와, 파형의 포맷을 화면에 표시하여 사용자가 조정할 수 있도록 하는 파형표시 모드 제어부를 포함하는 신호영상처리 프로그램(110)을 내장한다.

컴퓨터(100)에서는, 오실로스코프에서 기본적으로 사용하는 기능들을 구현할 수 있도록 하는데, 파형표시 모드 제어부에서 이를 실행하도록 하며, 그 기능들로는 트리거 레벨(TRIGGER LEVEL), 진폭조정(AMPLITUDE DIVIDE), 트리거 에지(TRIGGER EDGE), 시간조정(TIME DIVIDE)등이 있으며, 또한 피크/피크값(PEAKTO PEAK)과 RMS(ROOT MEAN SQUARE VALUE, 실효값), 주파수, 듀티(DUTY)를 자동으로 조정하는 기능을 갖출 수 있도록 하고, 그 외의 기능들은 옵션형식으로 구비하도록 하여 사용자가 필요한 기능들을 이용할 수 있도록 한다.

먼저, 사용자가 파형표시 프로그램이 내장된 컴퓨터(100)와 연결된 화면에 표시된 펑션키를 이용하여 측정될 데이터의 세팅조건을 설정하면, 컴퓨터(100)에서는 입력된 세팅조건을 타겟시스템(200)으로 전송한다.

타겟시스템(200)에서는 측정된 신호를 입출력부(240)를 통해 입력받으며, 운용프로그램부(230)에서는 컴퓨터에서 전송된 조건명령을 입력받아 타겟시스템을 제어한다.

측정된 신호는 트리거와 샘플링 제어부(220)에서 각 조건에 맞게 트리거와 샘플링 및 버퍼링되어 직렬포트(210)를 통해 컴퓨터(100)로 전송된다.

전송된 데이터는 신호영상처리 프로그램의 그래픽 인터페이스를 통하여 컴퓨터 화면에 영상으로 출력된다.

도 2는 타겟시스템의 트리거와 샘플링 제어부의 기본 구성을 나타낸 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 먼저, 컴퓨터(100)에서는 사용자가 지정한 오실로스코프의 동작모드, 즉 데이터의 포맷세팅과 관련된 제어명령을 타겟시스템(200)으로 전송한다.

타겟시스템(200)에서는 입력된 제어명령에 따라서, 입출력부(240)를 통해 입력된 신호를 트리거와 샘플링 제어부(221)에서 샘플링한 후 트리거 조건에 맞게 샘플링신호를 검색 및 추적하여 메모리(223)에 버퍼링한다.

타겟시스템의(200) 운용프로그램부(230)에서는 상기 제어명령에 의하여 타겟시스템(200)으로 입력되는 신호를 어떤 조건으로 트리거하여 어떻게 샘플링하고 버퍼링 할 것인지를 확인하여, 트리거와 샘플링 제어부의 동작에서 오류가 발생하는지를 감시한다.

이러한 제어조건들은 다음과 같은 항목을 일예로 들 수 있다.

◇ 트리거 레벨(TRIGGER LEVEL) - 입력신호가 이 레벨을 만족하면 입력신호에 대한 버퍼링을 시작한다. 즉, 트리거 레벨이 상향으로 설정된 경우에는 입력신호가 설정된 트리거 레벨 이상일 경우에 버퍼링을 시작하고, 트리거 레벨이 하향으로 설정된 경우에는 트리거 레벨 이하인 경우에 버퍼링을 시작하도록 레벨을 지정한다.

◇ 트리거 모드(TRIGGER MODE) - 일반상용 오실로스코프의 자동(AUTO) 또는 노말(NORMAL) 모드의 동작과 같다.

◇ 트리거 에지(TRIGGER EDGE) - 트리거 레벨을 상향으로 할 경우 입력신호를 버퍼링 할 것인지, 또는 하향으로 할 경우 버퍼링 할 것인지를 결정할 수 있도록 한다.

즉, 트리거 레벨이 상승(RISING)타임일 때 버퍼링을 시작하도록 하는지, 폴링(FALLING)타임일 때 버퍼링을 시작하도록 하는지를 나타낸다.

◇ 진폭조정(AMPLITUDE DIVIDE) - 입력신호를 컴퓨터에서 표시할 때 스케일을 조정할 수 있도록 한다.

즉, 버퍼링되어 입력된 데이터를 화면에 표시할 때, 한 화면에 몇 주기를 나타낼지를 선택한다.

◇ 데이터 조정(DATA SIZE) - 입력신호에 대한 버퍼링 양을 조정할 수 있도록 한다.

즉, 직렬포트를 통해 데이터를 컴퓨터로 전송할 때, 한 주기 단위로 전송하므로, 한 주기의 범위를 정하여 버퍼링되는 신호의 길이를 조정할 수 있도록 한다.

상기의 조건 중에서 입력신호가 트리거 레벨, 트리거 모드, 트리거 에지 조건을 만족하면, 입력신호에 대한 버퍼링이 시작된다.

타겟시스템(200)에서는 진폭조정 값으로 입력신호를 나눈 값만큼을 버퍼링하며, 버퍼링이 완료되고, 컴퓨터로부터 데이터 전송요구 명령이 수신되면, 버퍼링된 데이터를 직렬로 전송하고, 다시 새로운 입력신호에 대하여 트리거 및 버퍼링을 시작한다.

만일, 데이터가 버퍼링 중이거나, 트리거된 데이터가 없을 때에는 운용프로그램부에서 NOT READY MESSAGE를 컴퓨터로 전송하고, 다음 제어명령을 기다린다.

도 3은 타겟시스템에서 입력된 신호를 트리거와 샘플링 제어부에서 트리거와 샘플링하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 컴퓨터에서 전송된 제어명령에 따라서, 전송요구된 데이터가 컴퓨터로 전송될 수 있도록 샘플링이 완료되었는지를 확인하는 과정(S10)과,

샘플링이 완료되지 않았으면, 데이터를 버퍼링 중인지를 확인하는 과정(S30)과,

데이터가 버퍼링중이 아니면, 입력된 신호가 설정되어 있는 트리거 레벨과트리거 에지를 만족하는지를 확인하는 과정(S50)과,

트리거 레벨과 트리거 에지를 만족하면, 버퍼링 카운트를 0으로 세팅하고 버퍼링을 시작하는 과정(S70)과,

입력신호를 설정된 진폭조정 값으로 나누어 버퍼링의 범위를 결정하는 스케일 조정과정(S90)과,

버퍼링카운트의 카운트 수와 데이터의 크기를 비교하여 버퍼링이 완료되었는지를 확인하는 과정(S110)과,

버퍼링을 마치고 데이터 전송준비가 완료되었으며, 노트리거 카운트가 0으로 세팅되는 과정(S130)과,

상기 알고리즘의 실행을 마치고, 데이터를 입력받기 위해 대기하는 과정으로 이루어진다.

상기 데이터가 버퍼링 중인지를 확인하는 과정(S30)에서, 데이터가 버퍼링 중으로 확인되면, 스케일을 조정하는 과정(S90)으로 점프한다.

상기에서 입력된 신호가 트리거 레벨과 트리거 에지를 만족하지 않은 경우에는, 자동모드로 설정되어 있고 노트리거 카운트가 미리 설정된 시간을 초과했는지를 확인하여(S60), 자동모드로 설정되어 있지 않거나 노트리거 카운트가 설정시간을 초과하지 않았을 때에는 노트리거 카운트를 증가시킨 후(S80) 종료하도록 한다.

상기에서 노트리거 카운트는 자동모드로 설정되었을 경우, 신호를 강제적으로 트리거 시키기 위해 사용한다.

상기 과정들은 타겟시스템에 설정된 샘플링 주기와 인터럽트 주기동안 계속해서 실행된다.

도 4는 통신으로 컴퓨터에 전송된 파형이 화면에 디스플레이된 일예를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 화면 좌측부분으로 신호파형이 도시될 수 있도록 하고, 화면 우측부분으로는 신호파형의 표시 형태를 조정할 수 있도록 펑션키 (FUNCTION KEY)를 표시하여 이용자가 마우스나 키보드를 이용해서 기능을 사용할 수 있도록 한다.

상기의 디스플레이형태는 신호영상처리 프로그램의 그래픽 인터페이스에서 구현하며, 펑션키는 오실로스코프 사용시 가장 많이 사용하는 것으로 설정되도록 하고, 사용자가 펑션키를 더 필요로 할 경우 추가할 수 있도록 한다.

상기의 일예는 본 발명의 실시예의 극히 일부분을 나타낸 것이며, 다른 여러 형태로 활용될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 타겟시스템과 신호영상처리 프로그램을 내장한 컴퓨터를 이용하여 사용자가 직접측정이 불가능한 곳에서도 신호의 측정이 가능하며, 데이터의 표시 포맷을 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 측정된 데이터를 통신을 이용하여 그 결과를 컴퓨터의 화면에서 볼 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 측정된 신호를 입력받는 입출력부와, 입출력부로부터 입력된 신호를 컴퓨터로부터 입력된 설정 조건에 따라 트리거와 샘플링 및 버퍼링하는 트리거와 샘플링 제어부와, 버퍼링된 데이터를 컴퓨터로 전송하며, 컴퓨터로부터 제어명령을 입력받는 직렬포트와, 컴퓨터로부터 전송된 제어명령에 따라 타겟시스템을 운용하는 운용프로그램부로 구성된 타겟시스템과,

   화면에 표시될 파형의 포맷을 조정하여 세팅할 수 있도록 하는 파형표시 모드 제어부를 구비하고, 타겟시스템으로부터 수신된 데이터를 영상으로 화면에 표시할 수 있도록 하는 그래픽 인터페이스를 포함한 신호영상 표시 프로그램이 내장된 컴퓨터로 이루어진 것을 특징으로 하는 컴퓨터 직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 트리거와 샘플링 제어부는, 입력신호를 컴퓨터로부터 전송된 트리거 조건에 맞게 샘플링 신호를 검색 및 추적하는 트리거와 샘플링 조건검색부와,

   상기 샘플링된 신호를 버퍼링하는 메모리부로 이루어진 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 트리거와 샘플링 제어부의 동작은,

   입출력부로부터 입력된 신호가 컴퓨터로 전송될 수 있도록 샘플링이 완료되었는지를 확인하는 과정과,

   샘플링이 완료되지 않았으면, 데이터가 버퍼링 중인지를 확인하는 과정과,

   데이터가 버퍼링중이 아니면, 입력된 신호가 설정되어 있는 트리거 레벨과 트리거 에지를 만족하는지를 확인하는 과정과,

   트리거 레벨과 트리거 에지를 만족하면, 버퍼링 카운트를 0으로 세팅하는 과정과,

   입력신호를 설정된 진폭조정 값으로 나누어 버퍼링의 범위를 결정하는 스케일 조정과정과,

   버퍼링카운트의 카운트 수와 데이터의 크기를 비교하여 버퍼링이 완료되었는지를 확인하는 과정과,

   버퍼링을 마치고 데이터 전송준비가 완료되었으면, 노트리거 카운트가 0으로 세팅되는 과정과,

   상기 알고리즘의 실행을 마치고, 데이터를 입력받기 위해 대기하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 컴퓨터 직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템.
4. 제 3항에 있어서,

   상기에서 입력된 신호가 트리거 레벨과 트리거 에지를 만족하지 않은 경우에는, 자동모드로 설정되어 있고 노트리거 카운트가 미리 설정된 시간을 초과했는지를 확인하여 자동모드로 설정되어 있지 않거나 노트리거 카운트가 설정시간을 초과하지 않았을 때에는 노트리거 카운트를 증가시킨 후 종료하도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 직렬통신을 이용한 소프트웨어 오실로스코프 시스템.