(57)【要約】【課題】回路設計に要する条件を適切に設定する技術の提供を目的とする。【解決手段】回路設計装置であって、回路の性能の項目毎に仕様が設定された回路仕様情報と、回路の構成要素毎に回路定数が設定された回路定数情報とを記憶する記憶部と、前記回路を示す関数を生成する関数生成部と、前記回路を示す関数と、前記回路仕様情報と、前記回路定数とを用いて判別論理式を生成する論理式合成部と、前記判別論理式を満たす前記仕様を用いて前記回路仕様情報を変更する回路条件解析部と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
2020091545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路の性能の項目毎に仕様が設定された回路仕様情報と、回路の構成要素毎に回路定数が設定された回路定数情報とを記憶する記憶部と、
前記回路を示す関数を生成する関数生成部と、
前記回路を示す関数と、前記回路仕様情報と、前記回路定数とを用いて判別論理式を生成する論理式合成部と、
前記判別論理式を満たす前記仕様を用いて前記回路仕様情報を変更する回路条件解析部と、を備えることを特徴とする、回路設計装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回路設計装置であって、
前記回路条件解析部は、
前記判別論理式を用いて１又は複数の前記項目の各々に対して前記性能の数値範囲を算出して変更候補の仕様を取得する判別論理式演算部と、
前記変更候補の仕様から変更後の仕様を決定する変更仕様項目決定部と、
を備えることを特徴とする、回路設計装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回路設計装置であって、
前記回路仕様情報には、前記項目に対して優先順位が関連付けられており、
前記変更仕様項目決定部は、前記優先順位の低い所定数の前記項目に対する前記変更候補の仕様を前記変更後の仕様に決定することを特徴とする、回路設計装置。
【請求項４】
請求項１に記載の回路設計装置であって、
回路構成を生成する回路構成生成部と、
前記回路構成生成部により構成された前記回路が前記仕様を満たすか否かを判定する回路判定部と、を備え、
前記回路条件解析部は、前記回路判定部が前記仕様を満たさないと判定した前記回路に基づいて、前記回路仕様情報を変更することを特徴とする、回路設計装置。
【請求項５】
請求項１に記載の回路設計装置であって、
前記回路仕様情報に含まれる項目に対して取得された１又は複数の変更候補の仕様を選択可能に表示する仕様選択画面の表示情報を生成する表示情報生成部と、
前記仕様選択画面において前記変更候補の仕様の中から変更後の仕様の選択を受け付ける仕様項目選択受付部と、を備え、
前記回路条件解析部は、前記回路仕様情報に含まれる１又は複数の前記項目毎に、前記判別論理式を用いて変更候補の仕様を取得すると共に、前記仕様項目選択受付部が選択を受け付けた前記仕様を用いて前記回路仕様情報を変更することを特徴とする、回路設計装置。
【請求項６】
回路の性能の項目毎に仕様が設定された回路仕様情報と、回路の構成要素毎に回路定数が設定された回路定数情報と、回路を構成する部品に関する部品情報を記憶する記憶部と、
前記部品情報を用いて回路構成を生成する回路構成生成部と、
変更対象の前記構成要素を特定する変更対象要素特定部と、
前記回路を示す関数と、前記回路仕様情報と、前記回路定数とを用いて判別論理式を生成する論理式合成部と、
前記判別論理式を用いて、前記変更対象の構成要素の前記回路定数の条件を特定する回路条件解析部と、
前記回路定数の条件を満たす部品を特定して前記部品情報を変更する部品決定部と、を備えることを特徴とする、回路設計装置。
【請求項７】
請求項６に記載の回路設計装置であって、
前記回路構成生成部により生成された前記回路を構成する１又は複数の構成要素と前記回路定数の条件との組み合わせを選択可能に表示する回路定数選択画面の表示情報を生成する表示情報生成部を備え、
前記部品決定部は、前記回路定数選択画面において選択された前記組み合わせに係る前記条件を満たす前記部品を決定することを特徴とする、回路設計装置。
【請求項８】
通信可能に接続された回路設計装置とユーザー端末装置とを備える回路設計システムであって、
前記ユーザー端末装置は、
仕様を満たす回路構成を前記回路設計装置に要求する回路構成要求部を備え、
前記回路設計装置は、
回路構成を生成する回路構成生成部と、
回路の性能の項目毎に前記仕様が設定された回路仕様情報と、回路の構成要素毎に回路定数が設定された回路定数情報とを記憶する記憶部と、
前記回路構成生成部により構成された前記回路が前記仕様を満たすか否かを判定し、前記仕様を満たす回路の前記回路構成を前記ユーザー端末装置に送信する回路判定部と、
前記回路判定部が前記仕様を満たさないと判定した前記回路を示す関数を生成する関数生成部と、
前記回路を示す関数と、前記回路仕様情報と、前記回路定数とを用いて判別論理式を生成する論理式合成部と、
前記判別論理式を満たす前記仕様を用いて前記回路仕様情報を変更する回路条件解析部と、を備えることを特徴とする、回路設計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路設計装置、及び回路設計システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
回路を高効率に設計することを目的とする技術が存在する。
【０００３】
特許文献１には、段落[００２５]に、「回路図エディタ４１は、実部品と仮部品の回路図ライブラリ５１の部品シンボルを配置する事ができ、また配置した部品シンボル同士を接続する事で回路図を作成する事ができる。」とあり、段落[００３０]には、「最適化ツール４３は、最適化対象の部品を最適化度合と実装位置に応じた部品に最適化したネットリストとして出力する。最適化対象の部品は、最適化対象の実部品と仮部品を最適化対象指示ファイルで指定する。最適化度合は、最適化する際に部品原価と部品サイズによって定められる最適化度合パラメータで指定される。」とある。また、段落[００３６]には、「最適化された後、部品変更が必要な場合は（Ｓ２２０のＹＥＳ）、最適化対象指示ファイルに記載され、最適化度合パラメータや実装エリア指示ファイルで値が変更され（Ｓ２１５、Ｓ２１６、Ｓ２１７）、再度、最適化ツール４３に送られる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７６１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、回路設計において、回路の満たすべき条件が予め設定されている。回路性能への要求が高度化するにつれて、適切な条件設定を行うために作業者の専門知識と熟練とが必要となる。
【０００６】
特許文献１には、条件設定を適切に行う点について記載されておらず、例えば部品原価と部品サイズによって定められる最適化度合パラメータの値の設定方法についても言及されていない。
【０００７】
本発明の一態様は、上記の点に鑑みてなされたものであって、回路設計に要する条件を適切に設定する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下の通りである。
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る回路設計装置は、回路の性能の項目毎に仕様が設定された回路仕様情報と、回路の構成要素毎に回路定数が設定された回路定数情報とを記憶する記憶部と、前記回路を示す関数を生成する関数生成部と、前記回路を示す関数と、前記回路仕様情報と、前記回路定数とを用いて判別論理式を生成する論理式合成部と、前記判別論理式を満たす前記仕様を用いて前記回路仕様情報を変更する回路条件解析部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、回路設計に要する条件を適切に設定する技術を提供することができる。
【００１１】
上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態における回路設計システムの機能ブロック図の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態における回路設計装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における回路仕様情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態における回路構成出力処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】回路構成の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態における回路定数情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態における回路条件解析処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８Ａ、図８Ｂは変更後の回路仕様情報のイメージを示す図である。
【図９】変更前後の回路特性のイメージを示す図である。
【図１０】第２の実施形態における回路設計システムの機能ブロック図の一例を示す図である。
【図１１】仕様選択画面の一例を示す図である。
【図１２】第３の実施形態における回路設計システムの機能ブロック図の一例を示す図である。
【図１３】第３の実施形態における回路定数情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図１４】第３の実施形態における回路構成出力処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施形態における回路条件解析処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】回路定数選択画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の例を説明する。図１は、第１の実施形態における回路設計システム１の機能ブロック図の一例を示す図である。回路設計システム１は、回路設計装置１００と、ユーザー端末装置２００とを有する。回路設計装置１００は、１又は複数のユーザー端末装置２００と、ネットワークＮを介して通信可能に接続されている。
【００１４】
回路設計装置１００は、ＰＣ（Personal Computer）、又はサーバコンピュータ等の端末装置である。ユーザー端末装置２００は、ＰＣ、又はスマートフォン等の端末装置である。図１には、１つの回路設計装置１００に対し、１つのユーザー端末装置２００が接続されている状態が示されているが、装置数はこれに限定されない。
【００１５】
本実施形態では、ユーザー端末装置２００が回路設計装置１００に対し、回路構成を要求する。回路設計装置１００は、ユーザー端末装置２００に対して動作可能な回路構成を送信する。回路設計装置１００には、回路設計に必要な条件として、仕様が予め定められている。仕様とは、ある項目に対し、回路構成が満たすべき条件が定められたものであって、例えばある項目に対する数値又は数値範囲である。
【００１６】
回路性能への要求が高度化するにつれて、仕様を満足する回路を生成することができず、仕様の再検討が必要となる場合がある。従来、動作可能な回路構成を生成するために実現可能な仕様を決定する作業は、熟練した作業者によって行われてきた。しかしながら、作業者が専門知識と経験とを基に試行錯誤して仕様を決定する作業は、時間を要する上に正確性に欠け、非効率であった。
【００１７】
そのため、本実施形態における回路設計装置１００は、生成した回路構成が仕様を満たさない場合に、適切な仕様を取得して記憶部内の情報を変更する。回路設計装置１００は、変更した仕様を満たす回路構成を生成し、ユーザー端末装置２００に送信する。
【００１８】
回路設計装置１００は、制御部１１０と、記憶部１２０と、入力部１３０と、出力部１４０と、通信部１５０とを備える。制御部１１０は、回路設計装置１００全体を統括的に制御する。記憶部１２０は、制御部１１０による回路設計処理に必要な情報を記憶する。
【００１９】
入力部１３０は、後述の入力装置を用いてユーザーからの入力操作を受け付ける。出力部１４０は、ディスプレイ等の出力装置に対して情報を出力させる。通信部１５０は、ユーザー端末装置２００との間で情報を送信及び受信する。
【００２０】
制御部１１０は、回路構成生成部１１１と、回路定数最適化部１１２と、回路判定部１１３と、回路条件解析部１１４と、を備える。回路構成生成部１１１は、ユーザー端末装置２００からの回路構成の要求に応じて、回路構成を生成する。なお、記憶部１２０の図示しない領域には、例えば回路に使用可能な部品に関する情報である部品情報や、過去の設計資産情報等の設計情報が記憶されている。回路構成生成部１１１は、これらの設計情報を用いて回路構成を生成し、ユーザー端末装置２００に送信する。
【００２１】
なお、回路構成生成部１１１は、公知の方法を用いて回路構成を生成するため、詳細な生成方法については説明を省略する。また、ユーザー端末装置２００に送信する回路構成は、例えば一般的なネットリストのデータ形式で生成される。
【００２２】
回路定数最適化部１１２は、回路構成生成部１１１により生成された回路構成に関して回路定数の最適化を行う。回路定数最適化部１１２は、公知の手段を用いて回路定数の最適化を行うため、詳細な最適化の方法については説明を省略する。回路定数最適化部１１２は、回路定数の最適化に際し、種々の目的関数を用いることができる。回路定数最適化部１１２が得た回路定数は、回路定数情報１２２として記憶部１２０に記憶される。
【００２３】
回路判定部１１３は、回路構成生成部１１１により生成された回路構成が、仕様を満たすか否かを判定する。回路判定部１１３は、記憶部１２０に記憶された回路仕様情報を参照することにより、回路構成が仕様を満たすか否かを判定する。回路判定部１１３の行う処理については、公知の手段を用いるため、説明を省略する。例えば回路判定部１１３は、回路仕様情報に含まれる項目毎に、回路構成の性能の数値を算出し、回路仕様情報内の数値範囲と比較することにより、回路構成が仕様を満たすか否かを判定する。また例えば、回路判定部１１３は、回路が動作すると判定する場合に、仕様を満たすものとしてもよい。
【００２４】
回路条件解析部１１４は、回路判定部１１３により仕様を満たさないと判定された回路構成について、変更後の仕様を決定して回路仕様情報を変更する。回路条件解析部１１４は、関数生成部１１４１と、論理式合成部１１４２と、判別論理式演算部１１４３と、変更仕様項目決定部１１４４と、を備える。
【００２５】
関数生成部１１４１は、回路を示す関数を生成する。論理式合成部１１４２は、回路を示す関数と、回路仕様情報と、回路定数とを用いて判別論理式を生成する。後に詳述するが、論理式合成部１１４２は、優先順位を含んだ仕様の論理判定が可能な使用条件式を生成し、回路を示す関数、使用条件式、及び回路定数の情報を基に、判別論理式を生成する。
【００２６】
判別論理式演算部１１４３は、回路の性能の１又は複数の項目の各々に対し、判別論理式を用いて性能の数値又は数値範囲を算出することにより、変更候補の仕様を取得する。判別論理式演算部１１４３の行う処理については、後に詳述する。
【００２７】
変更仕様項目決定部１１４４は、変更候補の仕様から変更後の仕様を決定して回路仕様情報を変更する。変更仕様項目決定部１１４４は、例えば回路仕様情報において優先順位の低い所定数の項目に対する変更候補の仕様を、変更後の仕様に決定する。変更仕様項目決定部１１４４は、変更後の仕様を用いて回路仕様情報を変更する。
【００２８】
記憶部１２０は、回路仕様情報１２１と、回路定数情報１２２と、を記憶している。回路仕様情報１２１は、回路の仕様の項目毎に仕様が設定された情報である。例えば仕様は、各項目に対して要求される回路の性能の数値又は数値範囲である。回路定数情報１２２は、回路構成生成部１１１により生成された回路の構成要素毎に回路定数が設定された情報である。
【００２９】
ユーザー端末装置２００は、制御部２１０と、入力部２２０と、出力部２３０と、通信部２４０とを備える。制御部２１０は、ユーザー端末装置２００の全体を統括的に制御する。入力部２２０は、入力装置を用いてユーザーからの入力操作を受け付ける。出力部２３０は、ディスプレイ等の出力装置に対して情報を出力させる。通信部２４０は、回路設計装置１００との間で情報を送信及び受信する。
【００３０】
制御部２１０は、回路構成要求部２１１を備える。回路構成要求部２１１は、ユーザーによる入力操作に基づいて、動作する回路構成を要求する情報を回路設計装置１００に送信する。
【００３１】
図２は、第１の実施形態における回路設計装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。回路設計装置１００は、入力装置１６１と、出力装置１６２と、外部記憶装置１６３と、演算装置１６４と、主記憶装置１６５と、通信装置１６６と、を備え、各構成要素はバス１６７により接続されている。
【００３２】
入力装置１６１は、ユーザーからの入力操作を受け付ける装置であり、例えばタッチパネル、キーボード、マウス、マイク等である。出力装置１６２は、回路設計装置１００に格納されたデータの出力処理を行う装置であって、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置、又はプリンタ等である。入力部１３０は入力装置１６１を用いることができ、出力部１４０は出力装置１６２を用いることができる。
【００３３】
外部記憶装置１６３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の書き込み及び読み出し可能な記憶メディアである。演算装置１６４は、ＣＰＵ等の中央演算装置であって、主記憶装置１６５又は外部記憶装置１６３に記録されたプログラムに従って処理を実行する。制御部１１０を構成する各処理部は、演算装置１６４がプログラムを実行することにより各々の機能を実現する。
【００３４】
主記憶装置１６５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置であり、プログラムやデータが一時的に読み出される記憶エリアとして機能する。通信装置１６６は、作業習熟支援装置１００をネットワークＮに接続するための装置であって、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）等の通信デバイスである。
【００３５】
記憶部１２０は、主記憶装置１６５又は外部記憶装置１６３によりその機能が実現される。また、記憶部１２０は、ネットワークＮ上の記憶装置によってその機能が実現されてもよい。
【００３６】
なお、回路設計装置１００の各構成要素の処理は、１つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。また、回路設計装置１００の各構成要素の処理は、１つのプログラムで実現されてもよいし、複数のプログラムで実現されてもよい。
【００３７】
ユーザー端末装置２００は、回路設計装置１００と同様のハードウェア構成を有する。そのため、ユーザー端末装置２００のハードウェア構成については、説明を省略する。
【００３８】
図３は、第１の実施形態における回路仕様情報１２１のデータ構造の一例を示す図である。回路仕様情報１２１は、優先順位１２１ａと、項目１２１ｂと、要求値１２１ｃと、を有する。優先順位１２１ａは、項目１２１ｂに対して付与された値であって、要求値１２１ｃに対する変更の許容度を示している。優先順位１２１ａが低いほど、当該項目１２１ｂに対して要求される性能の値である要求値１２１ｃの変更が許容される。例えば、回路の仕様として重要な項目１２１ｂには、高い優先順位１２１ａが付与される。図３に示す回路仕様情報１２１の優先順位１２１ａは、数字が若いほど重要度が高くなるよう設定されている。
【００３９】
項目１２１ｂは、回路の性能の項目である。要求値１２１ｃは、項目１２１ｂに関して回路に要求される性能の数値又は数値範囲である。回路が仕様を満たさない場合、優先順位１２１ａが低い項目１２１ｂに対する要求値１２１ｃほど、変更対象となる可能性が高い。
【００４０】
図４は、第１の実施形態における回路構成出力処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、回路設計装置１００において、例えば定期的に実行される。
【００４１】
まず、回路構成生成部１１１は、ユーザー端末装置２００から、回路構成の要求を受け付ける（ステップＳ１１）。具体的には、回路構成生成部１１１は、ユーザー端末装置２００の回路構成要求部２１１により送信された、回路構成を要求する情報を受け付ける。
【００４２】
次に、回路構成生成部１１１は、回路構成を生成する（ステップＳ１２）。
【００４３】
図５は、回路構成の一例を示す図である。回路構成は、抵抗素子や容量素子、インダクタ素子等の受動素子や、増幅器やトランジスタといった能動素子、及び信号の入力と出力とを示す端子等により構成される。
【００４４】
説明を図４に戻す。次に、回路定数最適化部１１２は、回路定数を最適化する（ステップＳ１３）。具体的には、回路定数最適化部１１２は、ステップＳ１２において生成された回路構成について、最適化された回路定数を得る。回路定数最適化部１１２は、回路定数情報１２２を生成して記憶部１２０に記憶させる。
【００４５】
図６は、第１の実施形態における回路定数情報１２２のデータ構造の一例を示す図である。回路定数情報１２２は、記号１２２ａと、定数値１２２ｂと、単位１２２ｃと、を有する。記号１２２ａは、回路の構成要素を特定する情報である。定数値１２２ｂは、回路定数を示す。単位１２２ｃは、定数値１２２ｂの単位を示す情報である。即ち、記号１２２ａにより特定される回路の構成要素の回路定数が、定数値１２２ｂ及び単位１２２ｃにより特定可能である。
【００４６】
説明を図４に戻す。次に、回路判定部１１３は、要求される仕様を達成したか否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、回路判定部１１３は、ステップＳ１２において生成された回路構成が、回路仕様情報１２１に含まれる仕様を達成したか否かを判定する。
【００４７】
回路判定部１１３が、要求される仕様を達成していないと判定する場合（ステップＳ１４で「ＮＯ」の場合）、回路条件解析部１１４は、回路条件を解析して変更候補の仕様を取得する（ステップＳ１５）。本ステップの処理については、後に詳述する。
【００４８】
次に、変更仕様項目決定部１１４４は、変更する仕様項目を決定して回路仕様情報１２１を変更する（ステップＳ１６）。具体的には、変更仕様項目決定部１１４４は、ステップＳ１５で取得された変更候補の仕様の中から、変更する仕様を決定して変更後の仕様とし、回路仕様情報１２１を変更する。例えば、変更仕様項目決定部１１４４は、回路仕様情報１２１の項目１２１ｂのうち、優先順位１２１ａの低い所定数の項目の要求値１２１ｃを、変更する仕様の項目に決定する。変更仕様項目決定部１１４４は、決定した項目１２１ｂの要求値１２１ｃを変更後の仕様とし、ステップＳ１５で算出された仕様である数値又は数値範囲に変更する。
【００４９】
その後、回路条件解析部１１４は処理をステップＳ１２に戻す。即ち、変更後の回路仕様情報１２１に基づいて、ステップＳ１２以降の処理が実行される。
【００５０】
回路判定部１１３が、要求される仕様を達成したと判定する場合（ステップＳ１４で「ＹＥＳ」の場合）、回路構成生成部１１１は、回路構成を出力する（ステップＳ１７）。具体的には、回路構成生成部１１１は、ステップＳ１２で生成した回路構成を示す情報を、ステップＳ１１で受け付けた要求への応答として、ユーザー端末装置２００に送信する。その後、制御部１１０は本フローチャートの処理を終了する。
【００５１】
図７は、第１の実施形態における回路条件解析処理の一例を示すフローチャートである。本図の処理は、図４のステップＳ１５で行われる処理の詳細を示すものである。
【００５２】
まず、関数生成部１１４１は、回路構成を表す関数を生成する（ステップＳ１５１）。具体的には、関数生成部１１４１は、図４のステップＳ１２で生成された回路構成を関数に変換し、変換した関数と係数とを出力する。
【００５３】
一例として、関数生成部１１４１は、回路の伝達関数を生成し、伝達関数から特定方程式を得る方法で、回路構成を表す関数を生成する。伝達関数Gは、以下の（数１）に示す式により現される、回路構成の入力信号Vin(S)と出力信号Vout(S)との比を示す関数である。ここで、Sはラプラス演算子であって、a及びbは係数である。
【００５４】
【数１】
2020091545.tif 000003
特定方程式は、（数１）の分子をN(S)、分母をD(S)とすると、以下（数２）となる。
【００５５】
【数２】
2020091545.tif 000004
従って、本例において、関数生成部１１４１は、（数２）の関数と係数とを出力する。
【００５６】
次に、論理式合成部１１４２は、判別論理式を生成する（ステップＳ１５２）。
【００５７】
一例として、論理式合成部１１４２は、判別論理式生成の準備段階として、使用条件式を生成する。論理式合成部１１４２は、回路仕様情報１２１を用いて使用条件式を生成する。使用条件式は、例えば（数３）のような不等式である。
【００５８】
【数３】
2020091545.tif 000005
なお、（数３）のCloadは、図３の回路仕様情報１２１の項目１２１ｂの「負荷」に対する要求値１２１ｃであって、容量０ｐＦ以上１００ｐＦ以下の数値範囲を示す。同様に、（数３）のGainは、項目１２１ｂの「増幅率」に対する要求値１２１ｃであって、６０ｄＢ以上の数値範囲を示す。
【００５９】
また、論理式合成部１１４２は、回路構成を示す関数と係数、回路定数情報１２２、及び使用条件式から、新たな回路仕様の判定式である判別論理式を生成する。一例として、論理式合成部１１４２は、まず、フルビッツ行列の計算を用いることで、回路構成の関数と係数とを用いて回路の安定条件式を求める。また、論理式合成部１１４２は、回路構成の関数と係数とを用いて、回路仕様情報１２１の各項目１２１ｂに対する値を算出するための式を示す仕様項目式を生成する。
【００６０】
例えば、（数２）に示す特定方程式が、（数４）に示すような５次の多項式であるとする。
【００６１】
【数４】
2020091545.tif 000006
この時の安定条件式を以下（数５）に示す。
【００６２】
【数５】
2020091545.tif 000007
なお、eH１からeH５は以下（数６）から（数１０）で示される。
【００６３】
【数６】
2020091545.tif 000008
【００６４】
【数７】
2020091545.tif 000009
【００６５】
【数８】
2020091545.tif 000010
【００６６】
【数９】
2020091545.tif 000011
【００６７】
【数１０】
2020091545.tif 000012
ここで、係数a0から係数a5は、図６に示す回路定数情報１２２の記号１２２ａを用いた式により表すことができる。この時点において、式に含まれる記号１２２ａは変数である。
【００６８】
次に、仕様項目式について説明する。仕様項目式とは、回路仕様情報１２１の項目１２１ｂに対して生成される式であって、図６に示す回路定数情報１２２の記号１２２ａを用いた式により表すことができる。この時点において、式に含まれる記号１２２ａは変数である。一例として、増幅率の仕様項目式は、（数１）に示す伝達関数G(S)のラプラス演算子Sに０を代入して求めることができる。
【００６９】
論理式合成部１１４２は、安定条件式と、仕様項目式と、回路定数情報１２２と、使用条件式とを用いて、判別論理式を生成する。判別論理式には、例えば、以下の（数１１）のように、一階述語論理式が用いられる。
【００７０】
【数１１】
2020091545.tif 000013
ここで、GainやCloadは（数３）で示した使用条件式で、φは（数５）で示した安定条件式である。
【００７１】
次に、論理式合成部１１４２は、判別論理式に対して回路定数を代入し、使用条件式を付加する。具体的には、論理式合成部１１４２は、回路仕様情報１２１の項目１２１ｂのうち、ある項目１２１ｂを変更対象に特定する。論理式合成部１１４２は、変更対象の項目１２１ｂを除く他の項目１２１ｂを論理積として判別論理式に付加する。
【００７２】
なお、使用条件式を付加する際は、付加する項目１２１ｂについて生成した仕様項目式を用いる。例えば、（数１１）の判別論理式に対して、Gain、即ち増幅率を論理積として付加する場合には、増幅率について生成した仕様項目式を用いる。
【００７３】
論理式合成部１１４２は、判別論理式に回路定数を代入する。その際、論理式合成部１１４２は、変更対象の項目１２１ｂの仕様項目式に含まれる記号を抽出する。論理式合成部１１４２は、判別論理式に使用した仕様項目式に含まれる記号のうち、抽出した記号については変数のままにし、それ以外の記号については、回路定数情報１２２において当該記号１２２ａと関連する定数値１２２ｂを代入する。
【００７４】
なお、一例として、論理式合成部１１４２は、回路仕様情報１２１に含まれる項目１２１ｂのうち、優先順位の低い所定数の項目１２１ｂを変更対象として、それぞれの項目について判別論理式を生成する。他の例として、論理式合成部１１４２は、回路仕様情報１２１に含まれるすべての項目１２１ｂを変更対象として、それぞれの項目について判別論理式を生成する。
【００７５】
次に、判別論理式演算部１１４３は、論理式を満足する仕様を得る（ステップＳ１５３）。具体的には、判別論理式演算部１１４３は、ステップＳ１５２で生成された１又は複数の判別論理式の各々を簡略化する演算を実行する。例えば、判別論理式が（数１１）に示すような一階述語論理式で表されている場合、限量記号消去処理を実行し、限量記号を消去した不等式を出力する。その結果、判別論理式演算部１１４３は、変更対象の項目の仕様項目式に含まれる記号を変数とした不等式を得る。即ち、判別論理式演算部１１４３は、（数１１）に示す判別論理式に含まれる変数の範囲、つまり変更対象である回路の性能の項目に影響のある回路定数の範囲を得ることができる。
【００７６】
判別論理式演算部１１４３は、得た不等式及び仕様項目式を用いて、１又は複数の変更対象の項目の各々が採りうる数値又は数値範囲を算出する。即ち、ステップＳ１５２で変更対象に特定した項目の各々について、判別論理式演算部１１４３は対応する数値又は数値範囲を算出する。算出した数値又は数値範囲は、変更候補の仕様として取り扱われる。その後、制御部１１０は処理を図４に示すステップＳ１６に移行する。
【００７７】
なお、本実施形態では、回路仕様情報１２１において優先順位１２１ａの低い項目１２１ｂについて取得された仕様を変更後の仕様に決定し、回路仕様情報１２１を変更した。しかしながら、変更後の仕様の決定方法についてはこれに限られない。変更仕様項目決定部１１４４は、予め定められた変更後の仕様の決定手順に基づいて、変更後の仕様を決定してもよい。
【００７８】
図８Ａは、変更後の回路仕様情報１２１のイメージを示す図である。図８Ｂは、変更前後の回路特性のイメージを示す図である。図８Ａ及び図８Ｂは、優先順位１２１ａの最も低い項目１２１ｂの「周波数帯域」を変更対象の項目として、回路仕様情報１２１を変更した結果を示している。
【００７９】
図８Ｂのうち、「エラーとなった回路特性」６０２を参照すると、もともと要求されていた回路の仕様では、ピーキング特性が発生して回路が安定動作していないことが分かる。図８Ａのレコード「ｘ」が示すように、周波数帯域の下限を０.８ｋＨｚとすることにより、図８Ｂの「変更仕様の回路特性」６０３に示すように、回路が安定動作することが分かる。
【００８０】
以上、本実施形態により、回路性能の要求が高度な設計業務において、要求される仕様を満たす回路が生成されなかった場合であっても、変更後の仕様を適切かつ効率的に得ることができる。これにより、仕様の再検討に要する時間を短縮することができる。即ち、回路設計に要する条件を適切に設定することが可能となる。
【００８１】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態の回路設計システム１について説明する。以下、第１の実施形態と異なる点について説明する。第２の実施形態の回路設計システム１では、ユーザー端末装置２００に変更候補の仕様を表示させ、変更候補の仕様から選択された仕様を変更後の仕様とし、回路仕様情報１２１を変更する。
【００８２】
図９は、第２の実施形態における回路設計システム１の機能ブロック図の一例を示す図である。第２の実施形態における回路設計装置１００の制御部１１０は、仕様項目選択受付部１１５と、表示情報生成部１１６とを有する。また、第２の実施形態における回路条件解析部１１４は、変更仕様項目決定部１１４４を有しない。また、第２の実施形態におけるユーザー端末装置２００の制御部２１０は、仕様項目指示部２１２を有する。
【００８３】
仕様項目選択受付部１１５は、後述の仕様選択画面に選択可能に表示される変更候補の仕様の中から、変更後の仕様の選択を受け付ける。表示情報生成部１１６は、回路仕様情報１２１に含まれる項目に対して取得された１又は複数の変更候補の仕様を選択可能に表示する仕様選択画面の表示情報を生成し、通信部１５０を介してユーザー端末装置２００に送信する。ユーザー端末装置２００は、受信した表示情報を用いて仕様選択画面を表示する。
【００８４】
仕様項目指示部２１２は、仕様選択画面に表示された変更候補の仕様の中から、ユーザーの入力操作により選択された仕様を、変更後の仕様として回路設計装置１００に送信する。
【００８５】
図１０は、第２の実施形態における回路構成出力処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１からステップＳ２５において行われる処理は、図４のステップＳ１１からステップＳ１５において行われる処理と同様であるため、説明を省略する。
【００８６】
なお、第２の実施形態におけるステップＳ２５において、回路条件解析部１１４の判別論理式演算部１１４３は、回路仕様情報１２１に含まれる１又は複数の項目毎に、判別論理式を用いて変更候補の仕様を取得する。回路条件解析部１１４は、例えば回路仕様情報１２１に含まれるすべての項目１２１ｂを変更対象として、それぞれの項目について判別論理式を生成し、変更候補の仕様を取得する。
【００８７】
次に、表示情報生成部１１６は、仕様選択画面の表示情報を生成し、ユーザー端末装置２００に送信する（ステップＳ２６）。
【００８８】
図１１は、仕様選択画面２５０の一例を示す図である。仕様選択画面２５０は、ユーザー端末装置２００に表示される画面であって、選択領域２５１と、変更候補仕様表示領域２５２と、を有する。選択領域２５１は、変更候補仕様表示領域２５２に表示された変更候補の仕様の選択のための入力操作を受け付ける領域である。変更候補仕様表示領域２５２は、変更候補の仕様を表示する領域である。変更候補仕様表示領域２５２には、変更候補の仕様の項目と、仕様を示す数値又は数値範囲との組み合わせが表示される。
【００８９】
仕様選択画面２５０において、変更候補の仕様が選択されると、ユーザー端末装置２００の仕様項目指示部２１２が、選択された仕様を示す情報を回路設計装置１００に送信する。
【００９０】
説明を図１０に戻す。次に、仕様項目選択受付部１１５は、変更後の仕様の選択を受け付け、回路仕様情報１２１を変更する（ステップＳ２７）。具体的には、仕様項目選択受付部１１５は、仕様項目指示部２１２により送信された、選択された変更候補の仕様を変更後の仕様とし、回路仕様情報１２１を変更する。なお、第１の実施形態と同様に、回路仕様情報１２１の変更は、回路条件解析部１１４が行ってもよい。その後、制御部１１０は処理をステップＳ２２に戻す。
【００９１】
ステップＳ２８で行われる処理については、図４のステップＳ１７で行われる処理と同様であるため、説明を省略する。
【００９２】
以上、本実施形態によれば、変更候補の仕様のうち、ユーザーが選択した任意の仕様を変更後の仕様とすることができる。回路構成によっては、ユーザーが回路構成の実現可能性を考慮しながら、変更する仕様を決定したい場合がある。本実施形態では、ユーザーは変更候補の仕様を見ながら、変更後の仕様として採用する仕様を選択できるため、回路設計の条件の設定について、ニーズの変化に応じた柔軟な設定を行うことができる。
【００９３】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態の回路設計システム１について説明する。以下、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点について説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態では、回路設計システム１は、回路が仕様を満たさない場合に、回路設計の条件として、変更後の仕様を用いて回路仕様情報１２１を変更した。第３の実施形態における回路設計システム１は、回路が仕様を満たさない場合、回路の構成要素のうち変更対象の構成要素を特定し、該構成要素の回路定数の条件を特定する。
【００９４】
図１２は、第３の実施形態における回路設計システム１の機能ブロック図の一例を示す図である。本実施形態における回路設計装置１００の制御部１１０は、回路構成生成部１１１と、回路定数最適化部１１２と、回路判定部１１３と、回路条件解析部１１４と、表示情報生成部１１６とのほか、変更対象要素特定部１１７と、部品決定部１１８とを備える。また、回路条件解析部１１４は、関数生成部１１４１と、論理式合成部１１４２と、判別論理式演算部１１４３とのほか、変数論理式生成部１１４５を備える。また、記憶部１２０は、回路仕様情報１２１と、回路定数情報１２２とのほか、部品情報１２３を備える。
【００９５】
また、本実施形態のユーザー端末装置２００の制御部２１０は、回路構成要求部２１１のほか、変更対象指示部２１３を備える。
【００９６】
変更対象要素特定部１１７は、回路が仕様を満たさない場合に、変更対象の構成要素を特定する。部品決定部１１８は、判別論理式演算部１１４３の特定した回路定数の条件を満たす部品を決定して、部品情報１２３を変更する。変数論理式生成部１１４５は、変更対象の構成要素に関する回路定数情報１２２を、論理式合成部１１４２に通知する。部品情報１２３は、回路を構成する部品に関する情報である。本実施形態における回路構成生成部１１１は、部品情報１２３を用いて回路構成を生成する。
【００９７】
なお、本実施形態における回路条件解析部１１４の判別論理式演算部１１４３は、論理式合成部１１４２の生成した判別論理式を用いて、変更対象の構成要素の回路定数の条件を特定する。また、表示情報生成部１１６は、回路定数情報１２２に含まれる回路の構成要素を選択可能に表示する、変更対象選択画面の表示情報を生成する。また、表示情報生成部１１６は、回路の構成要素と回路定数の条件との組み合わせを選択可能に表示する回路定数選択画面の表示情報を生成する。回路定数選択画面については後に詳述する。また、回路仕様情報１２１には、優先順位１２１ａが含まれていない。
【００９８】
変更対象指示部２１３は、回路定数選択画面に表示された組み合わせの中から、回路定数の条件を変更する組み合わせの選択を受け付け、変更対象の構成要素として、回路設計装置１００に送信する。
【００９９】
図１３は、第３の実施形態における回路定数情報１２２のデータ構造の一例を示す図である。本実施形態の回路定数情報１２２は、記号１２２ａと、定数値１２２ｂと、単位１２２ｃとのほか、変更対象１２２ｄを有する。変更対象１２２ｄは、記号１２２ａにより特定される構成要素について、後述する回路定数選択画面で選択された、変更対象の構成要素であるか否かを示すフラグである。図１３に示す変更対象１２２ｄにおいて、「０」は変更対象の構成要素であることを示し、「１」は変更対象の構成要素でないことを示している。
【０１００】
なお、変更対象１２２ｄは、変更対象の構成要素であるか否かを示すフラグでなくてもよい。例えば優先順位を示す数値であってもよく、回路定数の条件を変更する対象となる構成要素の特定を支援する情報であればよい。
【０１０１】
また、変更対象１２２ｄは、回路定数情報１２２の生成時点（後述の図１４に示すステップＳ３３）において、回路定数情報１２２に含まれておらず、回路構成出力処理の処理過程において回路定数情報１２２に包含される。
【０１０２】
図１４は、第３の実施形態における回路構成出力処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３１からステップＳ３４で行われる処理は、図４に示すステップＳ１１からステップＳ１４で行われる処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１０３】
ステップＳ３４において、回路判定部１１３が、要求される仕様を達成していないと判定する場合（ステップＳ３４で「ＮＯ」の場合）、表示情報生成部１１６は、変更対象選択画面の表示情報を生成する（ステップＳ３５）。具体的には、表示情報生成部１１６は、回路定数情報１２２に含まれる回路定数を選択可能に表示する。なお、変更対象選択画面には、回路定数情報１２２のうち、記号１２２ａ、定数値１２２ｂ、及び単位１２２ｃが含まれていればよい。
【０１０４】
なお、表示情報生成部１１６により生成された表示情報はユーザー端末装置２００に送信され、ユーザー端末装置２００は変更対象選択画面を表示する。変更対象指示部２１３は、変更対象選択画面で選択された１又は複数の構成要素を回路設計装置１００に送信する。
【０１０５】
次に、変更対象要素特定部１１７は、変更対象の構成要素を特定する（ステップＳ３６）。具体的には、変更対象特定部は、ユーザー端末装置２００の変更対象指示部２１３から送信された１又は複数の構成要素を、変更対象の構成要素に特定する。変更対象要素特定部１１７は、回路定数情報１２２を参照し、変更対象の構成要素を示す記号１２２ａに対し、変更対象であることを示す情報を変更対象１２２ｄに関連付けて、回路定数情報１２２を更新する。
【０１０６】
なお、変更対象要素特定部１１７は、変更対象指示部２１３から送信された構成要素のうち、所定数の構成要素を変更対象の構成要素に特定してもよい。
【０１０７】
次に、回路条件解析部１１４は、回路条件を解析して回路定数の条件を特定する（ステップＳ３７）。本ステップの処理については後述する。本処理の結果、ステップＳ３６で特定された変更対象の構成要素に対する回路定数の条件が特定される。回路定数の条件とは、回路の構成要素に求められる回路定数を示す数値又は数値範囲である。
【０１０８】
次に、表示情報生成部１１６は、回路定数選択画面の表示情報を生成し、ユーザー端末装置２００に送信する（ステップＳ３８）。具体的には、表示情報生成部１１６は、ステップＳ３７で特定した回路定数の条件に対し、ステップＳ３８で抽出した部品を示す情報を関連付けて回路定数選択画面の表示情報を生成し、ユーザー端末装置２００に送信する。
【０１０９】
図１６は、回路定数選択画面２６０の一例を示す図である。回路定数選択画面２６０は、選択領域２６１と、回路定数条件表示領域２６２と、部品情報入力領域２６３とを有する。選択領域２６１は、回路定数条件表示領域２６２に表示された回路定数の条件の選択を受け付ける領域である。
【０１１０】
回路定数条件表示領域２６２は、変更対象の構成要素を特定する情報と、当該構成要素に対して算出された条件を示す数値又は数値範囲とを表示する領域である。部品情報入力領域２６３は、回路定数条件表示領域２６２に表示された条件を満たす部品に関する情報の入力を受け付ける領域である。ユーザー端末装置２００の変更対象指示部２１３は、選択領域２６１において選択を受け付けた回路定数の条件に適合する部品の、部品情報入力領域２６３への入力操作を受け付ける。
【０１１１】
ユーザー端末装置２００の変更対象指示部２１３は、選択領域２６１において選択された回路定数の条件を示す情報と、部品情報入力領域２６３に入力された部品に関する情報とを、回路設計装置１００に送信する。
【０１１２】
説明を図１４に戻す。次に、部品決定部１１８は、回路定数の条件の選択を受け付け、部品情報１２３を変更する（ステップＳ３９）。具体的には、部品決定部１１８は、ステップＳ３８でユーザー端末装置２００の変更対象指示部２１３により送信された、部品に関する情報を用いて、部品情報１２３を変更する。その後、制御部１１０は処理をステップＳ３２に戻す。即ち、変更後の部品情報１２３に基づいて、回路構成生成部１１１により回路構成が生成される。
【０１１３】
ステップＳ４０で行われる処理は、図４のステップＳ１７で行われる処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１１４】
なお、回路定数選択画面２６０の部品情報入力領域２６３は、ユーザーによる部品の入力を受け付ける領域であるが、表示情報生成部１１６は、回路定数の条件を満たす部品を特定し、部品情報入力領域２６３に表示させてもよい。部品の特定に際し、部品決定部１１８は、ステップＳ３７で特定された回路定数の条件を用いて、部品情報１２３又はインターネット上の情報を検索し、条件を満たす部品を特定して表示情報生成部１１６に通知する。また、表示情報生成部１１６は、部品情報入力領域２６３において、回路定数の条件を満たす複数の部品を選択可能に表示してもよい。
【０１１５】
図１５は、第３の実施形態における回路条件解析処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、図１４のステップＳ３７で行われる処理を詳細に説明するものである。ステップＳ３７１で行われる処理は、図７のステップＳ１５１で行われる処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１１６】
次に、変数論理式生成部１１４５は、回路定数を通知する（ステップＳ３７２）。具体的には、変数論理式生成部１１４５は、ステップＳ３６で特定した変更対象の構成要素を特定する記号を変数として論理式合成部１１４２に通知する。また、変数論理式生成部１１４５は、回路定数情報１２２において、変更対象の構成要素以外の構成要素を特定する記号１２２ａと関連する定数値１２２ｂを特定し、論理式合成部１１４２に通知する。
【０１１７】
ステップＳ３７３で行われる処理については、図７のステップＳ１５２で行われる処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１１８】
次に、判別論理式演算部１１４３は、論理式を満足する回路定数の条件を特定する（ステップＳ３７４）。具体的には、判別論理式演算部１１４３は、ステップＳ３７３で生成された１又は複数の判別論理式の各々を簡略化する演算を実行する。例えば、判別論理式が（数１１）に示すような一階述語論理式で表されている場合、限量記号消去処理を実行し、限量記号を消去した不等式を出力する。
【０１１９】
その結果、判別論理式演算部１１４３は、変更対象の構成要素を特定する記号を変数とした不等式を得る。即ち、判別論理式演算部１１４３は、変更対象である構成要素の回路定数の条件として、数値又は数値範囲を特定することができる。その後、回路条件解析部１１４は処理を図１４のステップＳ３８に移行する。
【０１２０】
以上、本実施形態により、回路性能の要求が高度な設計業務において、要求される仕様を満たす回路が生成されなかった場合であっても、回路定数の条件を決定し、当該条件を満たす部品を用いて回路構成を生成することができる。また、回路構成に基づいて生成された回路定数情報１２２を用いて条件を特定するため、必要な情報を効率的に得ることができる。即ち、回路設計に要する条件を適切に設定することができる。
【０１２１】
以上、本発明に係る各実施形態及び変形例の説明を行ってきたが、本発明は、上記した実施形態の一例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態の一例は、本発明を分かり易くするために詳細に説明したものであり、本発明は、ここで説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ある実施形態の一例の構成の一部を他の一例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施形態の一例の構成に他の一例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の一例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることもできる。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、図中の制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、全てを示しているとは限らない。ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【０１２２】
また、上記の回路設計装置１００、及びユーザー端末装置２００の機能構成は、理解を容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。上述に示す通り、回路設計装置１００、及びユーザー端末装置２００は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。
【符号の説明】
【０１２３】
１：回路設計システム、１００：回路設計装置、１１０・２１０：制御部、１１１：回路構成生成部、１１２：回路定数最適化部、１１３：回路判定部、１１４：回路条件解析部、１１５：仕様項目選択受付部、１１６：表示情報生成部、１１７：変更対象要素特定部、１１８：部品決定部、１２０：記憶部、１２１：回路仕様情報、１２２：回路定数情報、１２３：部品情報、１３０・２２０：入力部、１４０・２３０：出力部、１５０・２４０：通信部、１６１：入力装置、１６２：出力装置、１６３：外部記憶装置、１６４：演算装置、１６５：主記憶装置、１６６：通信装置、２００：ユーザー端末装置、２１１：回路構成要求部、２１２：仕様項目指示部、２１３：変更対象指示部２１３、２５０：仕様選択画面、２５１・２６１：選択領域、２５２：変更候補仕様表示領域、２６０：回路定数選択画面、２６２：回路定数条件表示領域、２６３：部品情報入力領域、１１４１：関数生成部、１１４２：論理式合成部、１１４３：判別論理式演算部、１１４４：変更仕様項目決定部、１１４５：変数論理式生成部、Ｎ：ネットワーク
【図１】
2020091545.tif 000014
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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