(57)【要約】【課題】時間と労力と費用とを大幅に削減可能となしかつユーザからのフィールドネットワークのネットワーク配線仕様の短納期要請にも対応可能とした信号波形解析・判定装置と信号波形解析・判定方法を提供すること。【解決手段】本信号波形解析・判定装置は内蔵のコンピュータを用いて、ネットワークを模擬構成するネットワーク模擬構成ステップと、この模擬構成ネットワーク上に信号を模擬的に伝送させる信号伝送ステップと、上記伝送する信号の波形を解析する信号波形解析ステップと、を実行すると共に、所定の信号波形判定条件を参照して上記解析した信号波形を判定する信号波形判定ステップ、を実行することが可能になっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータのアプリケーションソフト上で所要のネットワーク配線仕様に従いネットワークを模擬構成するネットワーク模擬構成ステップと、この模擬構成されたネットワーク上に信号波形解析の対象とする信号を伝送させる信号伝送ステップと、上記伝送する信号の波形を解析する信号波形解析ステップと、所定の信号波形判定条件を参照して上記解析した信号波形を判定する信号波形判定ステップと、を実行することが可能になっている、ことを特徴とする信号波形解析・判定装置。
【請求項２】
上記ネットワークが、ファクトリーオートメーションにおいて、フィールド情報を扱うフィールドネットワークである、ことを特徴とする請求項１に記載の信号波形解析・判定装置。
【請求項３】
上記コンピュータは、上記各ステップの実行に対応したアプリケーションソフトが格納されているアプリケーションソフト格納手段と、上記アプリケーションソフトを実行するソフト実行手段と、を備える、ことを特徴とする請求項１または２に記載の信号波形解析・判定装置。
【請求項４】
上記ネットワーク模擬構成ステップの実行に先立ち、
ネットワーク上の要素を抵抗、インダクタンス、容量でモデル化するモデル化ステップと、上記モデル化した上記要素をネットリストにまとめるネットリストステップと、信号波形解析対象とする通信フレームのデータパターンを設定する通信フレームデータパターン設定ステップと、を実行し、
上記ネットワーク模擬構成ステップは、上記ネットリストステップと通信フレームデータパターン設定ステップとで得られるネットリストと通信フレームデータパターンとを用いてネットワークを模擬構成する、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の信号波形解析・判定装置。
【請求項５】
波形解析された信号に対するその波形判定に、電圧値と時間幅それぞれに設定したスレッシュを用いる、ことを特徴とする請求項４に記載の信号波形解析・判定装置。
【請求項６】
上記スレッシュ設定のための画面を表示する表示手段を備えた、ことを特徴とする請求項５に記載の信号波形解析・判定装置。
【請求項７】
コンピュータのアプリケーションソフト上で所要のネットワーク配線仕様に従いネットワークを模擬構成するネットワーク模擬構成ステップと、この模擬構成されたネットワーク上に信号波形解析の対象とする信号を伝送させる信号伝送ステップと、上記伝送する信号の波形を解析する信号波形解析ステップと、所定の信号波形判定条件を参照して上記解析した信号波形を判定する信号波形判定ステップと、を含むことを特徴とする信号波形解析・判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドネットワーク等のネットワーク上を伝送する信号の波形を解析する信号波形解析装置および信号波形解析方法に関する。ここで上記信号はネットワーク上を伝送するという意味で伝送信号と称することができ、また、ネットワークで接続された機器間でデータを含む信号を送受する意味で通信信号と称することができる。本発明ではいずれの信号の意味も含むことができる。
【背景技術】
【０００２】
フィールドネットワークはファクトリーオートメーションにおいて、マスタ局、スレーブ局、中継局（リピータ）等を接続するネットワークのことである（特許文献１参照）。
【０００３】
より詳しくは、フィールドネットワークは、コントローラ下位ネットワークとして、ファクトリー（工場）内での計測・制御用機器間の通信に用いるディジタルネットワークのことである。即ち、検出端または操作端と制御機器との通信、または制御機器同士の通信に特化したネットワークである。
【０００４】
従来これらの機器間はそれぞれスイッチや電磁弁等関連のオンオフ信号線、あるいはアナログ信号の配線で接続されていたが、フィールドネットワークではそれら配線を共通化し、時分割・多重化、マルチドロップ化することにより配線費用の低減がはかれるものである。
【０００５】
さらにフィールドネットワークは、電話網やインターネット、オフィスＬＡＮやＷＡＮ等の情報系ネットワークとは異なり、温度・圧力・流量などの計測データ、弁操作・モータ速度制御などの操作信号あるいは開閉状態・開閉操作信号など主に計測制御情報（フィールド情報）を扱い、一定時間内の処理完了が要求される。
【０００６】
このようなフィールドネットワークは、近年、生産工程や生産装置内で信号配線として一般的に用いられるようになっており、さらにそのアプリケーションを広げるべく、特殊な通信ケーブルの使用や多様な配線仕様の実現が要求されている。
【０００７】
図９を参照してフィールドネットワークの１つの構成例を説明する。
【０００８】
図９に示すフィールドネットワーク１は、複数のセグメント２−４を備え、第１セグメント２一端にフィールドネットワーク全体を制御する計測・制御用機器であるマスタ局５を接続し、第１のセグメント２内にマスタ局５と通信する計測・制御用機器であるスレーブ局６を接続すると共に第１セグメント２他端を終端部７で終端し、このスレーブ局６に図示略のセンサやアクチュエータ等の入出力機器を接続する一方で、各中継局８それぞれから第２、第３セグメント９，１０を分岐接続すると共にこの第２、第３セグメント９，１０にさらにスレーブ局６を接続して構成している。また、マスタ局５、各中継局８にネットワーク電源１１を接続している。これらマスタ局５、スレーブ局６、中継局８はノードと称されるものである。
【０００９】
図１０を参照して従来のフィールドネットワークの配線（ネットワーク構成）仕様の確定手順を説明する。この手順はステップｎ１−ｎ４で構成されている。ステップｎ１で目標とするネットワーク配線仕様を設定する。ステップｎ２で設定したネットワーク配線仕様に合わせて通信ケーブルの選定と回路設計を行う。この通信ケーブルと回路設計が「ＮＧ」ならばステップｎ１に戻り、配線仕様を再設定する。ネットワーク配線仕様の設定や再設定の後、ステップｎ２で「ＯＫ」であれば、ステップｎ３に移行する。ここで回路設計とは、マスタ局やスレーブ局等のノード内部の物理的回路設計やデジタル回路設計のことである。
【００１０】
ステップｎ３ではステップｎ２で選定した通信ケーブルや回路設計に対応して、実機を製作したり調達したりして確保すると共に、その確保した実機を用いて人手により信号波形解析等の通信テストを実施する。ここでの通信テストは、フィールドネットワークの信号伝送路に信号をマスタ局とスレーブ局との間で送受しその信号の波形をオシロスコープ等による目視観測をしてその解析を行う信号波形解析のことである。
【００１１】
ステップｎ３で通信テストが「ＮＧ」であればステップｎ２に戻り、通信ケーブルの選定、回路の設計を再実施する。ステップｎ２での再実施の後、ステップｎ３で再度、実機を確保すると共に通信テストを実施する。その通信テストの実施結果が「ＯＫ」であれば、ステップｎ４に移行する。
【００１２】
ステップｎ４で実機による長時間ランニングテストを実施する。ステップｎ４で長時間ランニングテストの実施結果が「ＮＧ」であればステップｎ２に戻り、上記ステップを繰り返す。ステップｎ４で実施結果が「ＯＫ」であればステップｎ５に移行する。最終的にステップｎ５でネットワーク配線仕様を確定する。
【００１３】
以上の従来のフィールドネットワークのネットワーク配線仕様の作成手順にはステップｎ３が大きな課題となっていた。すなわち、ステップｎ３の信号波形解析では、上記したごとく、実機を確保する必要があることと、信号波形解析に人手が介在することである。
【００１４】
実機とは通信ケーブルやコネクタの他にマスタ局、スレーブ局、中継局等のノードのことであるから、ステップｎ３ではそれら実機の現物製作、調達を行うと共に、実機の配線作業が必要となることを意味する。また、そのネットワーク配線仕様も、通信ケーブルの種類やその他により１通りのパターンではなく幾つものパターンがあるから、そのパターン毎に配線組み換え、計測、計測結果書作成、計測結果判定、等の作業が要求される。
【００１５】
またそれら作業に人手が介在することによりヒューマンエラーが潜む可能性が高い。加えて、機材が反復使用により劣化してくるが、この劣化の進行により信号波形解析の信頼性が低下すると機材の新規準備、購入等が要求されるようになりコストがかかる。以上から従来ではステップｎ３の実施に多大な時間と労力と費用とが要求されると共にユーザからのフィールドネットワークのネットワーク配線仕様の短納期要請には対応し難かった。
【特許文献１】特開２００７−０２７８８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明により解決すべき課題は、フィールドネットワーク上の通信ケーブルや回路設計のデータから実機を用いずにネットワーク配線仕様に対応した上記ステップｎ３と同程度の信号波形解析を実施可能とし、これにより時間と労力と費用とを大幅に削減可能となしかつユーザからのフィールドネットワークのネットワーク配線仕様の短納期要請にも対応可能とした信号波形解析・判定装置と信号波形解析・判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による信号波形解析・判定装置は、コンピュータのアプリケーションソフト上で所要のネットワーク配線仕様に従いネットワークを模擬構成するネットワーク模擬構成ステップと、この模擬構成されたネットワーク上に信号波形解析の対象とする信号を伝送させる信号伝送ステップと、上記伝送する信号の波形を解析する信号波形解析ステップと、所定の信号波形判定条件を参照して上記解析した信号波形を判定する信号波形判定ステップと、を実行可能としたことを特徴とするものである。
【００１８】
上記で「信号波形解析」とは、ネットワーク模擬構成に伝送させた信号を模擬的に波形化することと定義することができる。
【００１９】
上記で「信号波形判定」とは、信号の波形を規定した波形と比較し、良否を判定することと定義することができる。
【００２０】
本発明によると、ネットワークを構築するために選定した通信ケーブルやノード等の回路設計に対応して、内蔵するコンピュータにより、ネットワーク模擬構成ステップでネットワークを模擬構築する。そして、信号伝送ステップでその模擬構築した模擬ネットワーク上に信号を模擬伝送させ、次いで信号波形解析ステップでその模擬信号の信号波形を解析する。そして本発明では信号波形判定ステップでは所定の信号波形判定条件を参照して上記解析した信号波形を判定することができる。
【００２１】
したがって、本発明では、コンピュータ上で、所定のネットワーク配線仕様に設計したネットワークに対応して模擬ネットワークを構築するから、従来のごとく実際のネットワークを通信ケーブルで構築すると共にそのネットワークに実際に製作したノードを組み込んだりする必要はなくなり、また、信号波形解析、判定もコンピュータ上で行うから人手でオシロスコープ観察で解析、判定する必要がなくなりヒューマンエラーが介在する余地はなくなる。さらには、実機対応での課題であった同一機材の反復使用による機材の消耗も無いから信号波形解析の信頼性が向上する。
【００２２】
以上から本発明ではネットワーク設計に対応して該ネットワーク上の信号波形の解析、判定実施には時間と労力とを大幅に削減することができるうえ、コンピュータ上の処理なのでユーザからのフィールドネットワークのネットワーク配線仕様の短納期要請に容易に対応することができるようになる。
【００２３】
本発明の好適な一態様は、上記コンピュータに、ネットワーク模擬構成ステップ、信号伝送ステップ、および信号波形解析ステップを実行させるためのアプリケーションソフトと、上記信号波形判定ステップを実行させるアプリケーションソフトとをインストールしてある。
【００２４】
本発明の好適な一態様は、上記アプリケーションソフトが、ネットワーク模擬構成ステップと、信号伝送ステップと、上記信号波形解析ステップとを実行するためのアプリケーションソフトと、上記信号波形判定ステップを実行するためのアプリケーションソフトとで構成されていることである。
【００２５】
本発明の好適な一態様は、上記ネットワークが、ファクトリーオートメーションにおいて、フィールド情報を扱うフィールドネットワークである。
【００２６】
本発明の好適な一態様は、上記コンピュータは、上記各ステップの実行に対応したアプリケーションソフトが格納されているアプリケーションソフト格納手段と、上記アプリケーションソフトを実行するソフト実行手段と、を備えることである。
【００２７】
本発明の好適な一態様は、上記ネットワーク模擬構成ステップの実行に先立ち、ネットワーク上の要素を抵抗、インダクタンス、容量でモデル化するモデル化ステップと、上記モデル化したネットワーク要素をネットリストにまとめるネットリストステップと、信号波形解析対象とする通信フレームのデータパターンを設定する通信フレームデータパターン設定ステップと、を実行し、上記ネットワーク模擬構成ステップは、上記ネットリストステップと通信フレームデータパターン設定ステップとで得られるネットリストと通信フレームデータパターンとを用いてネットワークを模擬構成することである。
【００２８】
本発明の好適な一態様は、波形解析された信号に対するその波形判定に、電圧値と時間幅それぞれに設定したスレッシュを用いることである。
【００２９】
本発明の好適な一態様は、上記スレッシュ設定のための画面を表示する表示手段を備えることである。
【００３０】
本発明による信号波形解析・判定方法は、コンピュータのアプリケーションソフト上で所要のネットワーク配線仕様に従いネットワークを模擬構成するネットワーク模擬構成ステップと、この模擬構成されたネットワーク上に信号波形解析の対象とする信号を伝送させる信号伝送ステップと、上記伝送する信号の波形を解析する信号波形解析ステップと、所定の信号波形判定条件を参照して上記解析した信号波形を判定する信号波形判定ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ネットワークの設計後に、ネットワーク配線仕様を確定する上で必要とされるネットワーク上を伝送させる信号の波形解析と判定とを、実機を製作する必要なくコンピュータのアプリケーションソフト上で、実機で実施したと同程度に、模擬的に実施することができるので、従来よりも時間と労力と費用とを大幅に削減することが可能となり、また、コンピュータのアプリケーションソフト上で処理可能としたことにより、ユーザからのフィールドネットワークのネットワーク配線仕様の短納期要請にも容易に対応することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、実機で発生する機材消耗に起因する、または、機材の製造ばらつきに起因する再現性の困難さを容易化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る信号波形解析・判定装置ならびに信号波形解析・判定方法を詳細に説明する。実施の形態の信号波形解析・判定装置は汎用パーソナルコンピュータで構成されており、そのハードウェア構成の詳細な図示は略している。
【００３４】
図１を参照して、実施の形態の信号波形解析・判定装置は、概略として、アプリケーションソフト格納手段２０と、アプリケーションソフト格納手段２０に格納されているアプリケーションソフトを実行するソフト実行手段２１と、信号波形解析・判定の実施に用いる表示画面を表示する表示手段２２と、各種設定、操作等のための入力手段２３とを備える。アプリケーションソフト格納手段２０は例えばハードディスクで構成することができ、これには後述する信号波形解析用アプリケーションソフト、信号波形判定用アプリケーションソフトを格納することができる。ソフト実行手段２１はＣＰＵやそれの動作実行のためのＯＳ等のソフト格納ＲＯＭ、作業用ＲＡＭ等で構成される。表示手段２２は液晶ディスプレイ等で構成することができる。入力手段２３は、キーボード／マウスで構成することができる。こうしたパーソナルコンピュータの詳細な構成は周知であるから、それ以上の説明は略する。
【００３５】
図２に、実施の形態の信号波形解析・判定装置による動作の概略フローをステップｎ１〜ｎ４で示し、図３に図２のステップｎ３の詳細フローを示す。この信号波形解析・判定装置には上記ステップｎ３を実行するための信号波形解析用の汎用アプリケーションソフトと、信号波形判定用の専用アプリケーションソフトと、がインストールされている。実施の形態は上記汎用と専用の各別のアプリケーションソフトをインストールしてあるが、その区別をすることなく１つのアプリケーションソフトでもよい。
【００３６】
実施の形態の信号波形解析・判定装置が対象とするネットワークは図９で示すフィールドネットワークであるが、対象ネットワークは図９に限定しない。まず、ステップｎ１で目標とするネットワーク配線仕様を設定する。ステップｎ２で設定したネットワーク配線仕様に合わせて通信ケーブルの選定と回路設計を行う。この通信ケーブルと回路設計が「ＮＧ（不良）」ならばステップｎ１に戻り、ネットワーク配線仕様を再設定する。ネットワーク配線仕様の設定や再設定の後、ステップｎ２で「ＯＫ（良）」であれば、ステップｎ３に移行する。
【００３７】
以上は図１０で示す従来と同様である。
【００３８】
実施の形態では次に説明するステップｎ３に特徴を備える。
【００３９】
実施の形態の信号波形解析・判定装置には上記したように信号波形解析用アプリケーションソフトと、信号波形判定用アプリケーションソフトとが各別にインストールされている。信号波形解析用アプリケーションソフトは、図３の破線ａで囲む箇所を実行し、信号波形判定用アプリケーションソフトは、図３の破線ｂで囲む箇所を実行する。信号波形解析用の汎用アプリケーションソフトは、市販されている汎用アプリケーションソフトである。信号波形判定用アプリケーションソフトは本出願人が独自開発した専用のアプリケーションソフトである。
【００４０】
ステップｎ３について図３以降を参照して説明する。
【００４１】
まずステップｎ３−１では、ステップｎ２で選定した通信ケーブルや回路設計のデータを確定入力する。次いでステップｎ３−２で回路部品、通信ケーブル、コネクタをモデリングする。このモデリングでは信号波形解析用アプリケーションソフトが提供する部品があればその部品を使用する。この信号波形解析用アプリケーションソフトが提供する部品ではその部品のパラメータを得る。信号波形解析用アプリケーションソフトが提供していない部品ではその部品が例えば通信ケーブルであれば図４（ａ）で示すように一般的原理図に従い実機測定した値をパラメータとして入力し、ノイズや反射波を吸収するためノードに組み込まれるチップビーズであれば図４（ｂ）で示すように、また通信ケーブルに接続するためにノードに組み込まれるコネクタであれば図４（ｃ）で示すように実機で測定した結果と模擬的に測定した結果とを比較しつつ、実機に即した特性となるように回路構成とパラメータとを得る。図４（ａ）は通信ケーブルのモデル化回路構成を示し、図４（ｂ）はチップビーズのモデル化回路構成を示し、図４（ｃ）はコネクタのモデル化回路構成を示す。モデル化は解析対象（通信ケーブル、コネクタ、ノード等）とその動作条件（通信速度、波形パターン等）についてパーソナルコンピュータからなる実施の形態の信号波形解析・判定装置にその信号波形解析を行う上で認識させるものである。
【００４２】
これらモデル化回路は信号波形の劣化に関係する電気的要素を示す。もちろん、図４（ａ）〜図４（ｃ）以外にもフィールドネットワークを構成する要素である各部品のモデル化回路を構成すると共にそのパラメータを得る。これは、フィールドネットワークの配線構成毎に実施する。このモデル化は粗くするのではなく詳細に実施することが、信号波形解析、判定を有効に行うことができて好ましい。モデル化回路におけるインダクタンスＬ値、抵抗Ｒ値、容量Ｃ値（ＬＲＣ値）は、市販の電気特性抽出ツールを使用して、単位スケールでのＬＲＣ値を抽出し、各モデル化回路のＬＲＣ値に割り当ててもよい。あるいはこのモデル化には信号波形解析用のモデル化回路作成プログラムを実施の形態のパーソナルコンピュータにインストールしてもよい。モデル化は上記に限定されるものではなく、例えば周波数特性を考慮したり、その他の電気的特性等を考慮して、より理想化してモデル化することも可能である。
【００４３】
ステップｎ３−３で通信状態が劣化すると想定されるフィールドネットワーク上の箇所として複数の通信ケーブルとノードとを指定する。フィールドネットワーク上の特定箇所を指定することにより、より効率的に信号波形の解析、判定が可能となる。
【００４４】
ステップｎ３−４で汎用の信号波形解析用アプリケーションソフトが読み込むことができるように、ステップｎ３−２、ステップｎ３−３で得たデータを図４のようにネットリストファイルする。このネットリストファイルの作成には市販の電気特性抽出ツールが作成するネットリストを使用してもよい。
【００４５】
このネットリストファイルを説明すると、破線ｃで囲む箇所は配線構成ファイル群であり、これら配線構成ファイル群のうち配線構成ファイル１のみを図解の都合で図示している。配線構成ファイル１は通信ケーブル種別、分岐位置、ノード接続位置、ノード種別、終端位置、波形観測位置など配線構成に相当する部品の接続情報のファイルである。破線ｄで囲む箇所はマスタ局の物理（Ｐｈｙ）回路構成ファイル、スレーブ局の物理回路構成ファイル、通信ケーブルのパラメータファイル、通信ケーブルの長さ設定ファイル、コネクタ構成ファイル、終端構成ファイルである。破線ｅで囲む箇所は、マスタ局の物理回路を構成する部品においてコンデンサパラメータ、チップビーズパラメータ、パルストランスパラメータ、抵抗パラメータ、ダイオードパラメータ、コモンモードチョークパラメータ、ドライバレシーバパラメータの各ファイルである。破線ｆで囲む箇所は、スレーブ局の物理回路を構成する部品において上記破線ｅと同様である。破線ｇで囲む箇所はコネクタを構成する部品においてコンデンサパラメータ、抵抗パラメータの各ファイルである。破線ｈで囲む箇所は終端を構成する部品においてコンデンサパラメータ、抵抗パラメータの各ファイルである。その他は説明を略する。
【００４６】
ステップｎ３−５では信号波形解析対象となる通信フレームを設定する。この通信フレームは例えばプリアンブル部、データ部、ＣＲＣ情報部からなるフレームであり、この通信フレームを構成するデータパターンが設定される。データパターンはその通信内容に対応して論理「０」「１」の組み合わせが設定されるパターンである。
【００４７】
以上のステップｎ３−１〜ステップｎ３−５を経て信号波形解析用アプリケーションソフトではステップｎ３−６〜ｎ３−８を実行する。この信号波形解析用アプリケーションソフトは、上述したように市販ソフトである。そのためこのステップｎ３−６〜ｎ３−８を実行するためにステップｎ３−１〜ステップｎ３−５を経てネットリストと信号波形解析対象となる通信フレームにおけるデータパターンとがまずステップｎ３−６に入力される。
【００４８】
ステップｎ３−６ではステップｎ３−４、ｎ３−５からのデータにより模擬的なネットワークを作成する。この模擬ネットワークに、各種ノードが模擬配線されている。従来では実機によりネットワークを構成しているが、実施の形態ではパーソナルコンピュータ上で構成したものである。この模擬ネットワークはパーソナルコンピュータの表示画面上に表示してもよい。例えば図９で示すネットワークが模擬的に構成される。
【００４９】
ステップｎ３−７では、模擬構成ネットワーク上にステップｎ３−５で設定した通信フレーム構成を持つ信号を模擬的に伝送させる。
【００５０】
ステップｎ３−８では上記模擬ネットワーク上を模擬的に伝送する信号の波形を解析すると共にこの解析した信号波形解析結果を保存する。
【００５１】
ここで信号波形解析は、高精度の信号処理を可能とするため等により信号に与える影響を解析することである。例えば伝送信号波形の品質が劣化して、論理「０」「１」の誤認識や、波形鈍りによる遅延変動によるタイミングマージン割れを引き起こす要因となる。このような信号に与える影響を解析する。なお、この信号波形解析は後述の信号波形判定のための条件出しとなる。こうして信号波形解析用アプリケーションソフトの実行処理のステップｎ３−６〜ｎ３−８が終了する。
【００５２】
ステップｎ３−９では上記信号波形解析結果をファイルにする。
【００５３】
信号波形判定用アプリケーションソフトではステップｎ３−１０，ｎ３−１１およびｎ３−１３を実行する。ステップｎ３−１０では、信号波形解析対象とする信号波形解析結果ファイルを識別する。ステップｎ３−１１ではこの識別した信号波形解析結果ファイル内の通信フレームを検索し、検索した通信フレーム内のデータパターンに対して信号波形の判定を行う。この通信フレームの検索について図６および図７を参照して説明する。
【００５４】
図６では通信フレームに含まれるプリアンブル部と、データ部とのデータパターンが示される。横軸は時間（ｔ）、縦軸は電圧（ｖ）である。図６中の「０」は電圧値が低値で論理「０」、「１」は電圧値が高値で論理「１」を示す。時間幅単位は論理「０」、「１」共に同一である。図６の通信フレームのデータパターンは単なる一例である。
【００５５】
この信号波形解析にはステップｎ３−１２で信号波形の判定条件が設定される。この信号波形判定条件は図７（ａ）（ｂ）（ｃ）で例として示す波形マスク（波形判定用アイパターン）である。換言すれば波形判定用基準パターンと称することもできる。波形マスクは図中のハッチング領域内である。横軸は時間（ｔ）、縦軸は電圧（Ｖ）である。図７（ａ）では電圧値で＋ＮＧスレッシュ、＋Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュ、−ＮＧスレッシュ、−Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュが設定され、時間幅スレッシュで１ビットでＮＧＭｉｎ〜Ｍａｘｍａｒｋ、ＷａｒｎｉｎｇＭｉｎ〜Ｍａｘが設定されている。図７（ｂ）では電圧値で＋ＮＧスレッシュ、＋Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュ、−ＮＧスレッシュ、−Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュが設定され、時間幅スレッシュで２ビットでＮＧ、Ｗａｒｎｉｎｇが設定されている。図７（ｃ）では電圧値で１ビットで＋ＮＧスレッシュ、＋Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュ、−ＮＧスレッシュ、−Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュが設定され、時間幅スレッシュで２ビットでＮＧ、Ｗａｒｎｉｎｇが設定されている。スレッシュとは閾値のことである。
【００５６】
これら波形マスクの設定は、フィールドネットワーク上を伝送する信号に含むデータは電圧値が低値を論理「０」、高値を論理「１」としそれらを組み合わせて扱うデジタル形態の矩形波信号であり、その信号の電圧値が或る上記低値と高値との間に定めたスレッシュより以上か否かによりその信号の論理が「０」か「１」かが定まるからである。そのためにそれら信号の波形が通信ケーブルを伝送する途中で鈍ったりして劣化してくると、信頼有る通信ができなくなるので解析された信号波形の判定を行う。
【００５７】
例えば図７（ａ）の波形マスクでは電圧値がプラス側で考えると、信号波形の電圧値が＋ＮＧスレッシュより低ければ信号波形は「ＮＧ」であり、信号波形の電圧値が＋ＮＧスレッシュより高いが＋Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュより低ければ、「Ｗａｒｎｉｎｇ」であり、信号波形の電圧値が＋Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュ超であれば信号波形は「ＯＫ」である。また、信号波形の時間幅も設定した時間幅スレッシュから信号波形を「ＮＧ」「Ｗａｒｎｉｎｇ」「ＯＫ」と解析する。ステップｎ３−１１で判定が「ＮＧ」であればステップｎ２に戻り、判定が「ＯＫ」であればステップｎ３−１３に進む。ステップｎ３−１３では上記信号波形解析の判定結果を保存する。ステップｎ３−１１で判定が「Ｗａｒｎｉｎｇ」であればステップｎ２に戻るようにしてもよいが、ステップｎ３−１３に進んでもよい。
【００５８】
この信号波形判定用アプリケーションソフトが終了すると、ステップｎ３−１４で判定結果をファイル化する。この判定結果のファイル方法は任意であるが、「ＮＧ」「ＯＫ」「Ｗａｒｎｉｎｇ」毎にファイル分けしたり、例えば「ＯＫ」でもより詳細にファイル分けしてもよい。
【００５９】
そして、それ以降は、ステップｎ３−１１，ｎ３−１４で「ＮＧ」であればステップｎ２に戻り、通信ケーブルの選定、回路の設計を再実施する。ステップｎ２での再実施の後、ステップｎ３で再度、信号波形解析を実施する。その実施結果が「ＯＫ」であれば、ステップｎ４に移行する。
【００６０】
ステップｎ４では上記図１０と同様に実機による長時間ランニングテストを実施する。ここで実機を用いるのは実際のファクトリー等の現場環境内で行うことが好ましいので、このステップｎ４では従来と同様に実機でランニングテストを実施する。ステップｎ４で長時間ランニングテストの実施結果が「ＮＧ」であればステップｎ２に戻り、上記ステップを繰り返す。ステップｎ４で実施結果が「ＯＫ」であればステップｎ５に移行する。最終的にステップｎ５でネットワーク配線仕様を確定する。
【００６１】
図８にステップｎ３−１２で判定条件の設定を行うに際してパーソナルコンピュータのディスプレイ上に呼び出したウインドウ画面を示す。この画面ではスレッシュ設定を手動で実施するか、自動で実施するかを選択する箇所がある。ＮＧの判定結果数を記入する箇所、Ｗａｒｎｉｎｇの判定結果数を記入する箇所がある。電圧スレッシュ設定として、電圧ＮＧスレッシュ範囲としてＭＩＮ電圧値（ｍＶ）、ＭＡＸ電圧値（ｍＶ）の記入箇所、電圧Ｗａｒｎｉｎｇスレッシュ範囲としてＭＩＮ電圧値（ｍＶ）、ＭＡＸ電圧値（ｍＶ）の記入箇所、電圧ＮＧスレッシュとして電圧値（ｍＶ）の記入箇所がある。時間スレッシュ設定として伝送速度毎の設定を行うために４Ｍｂｐｓ、３Ｍｂｐｓ、１．５Ｍｂｐｓ、７５０ｋｂｐｓ、９３．７５ｋｂｐｓの設定がある。説明の複雑を避けるためこれ以降の表示画面例の説明を略する。この表示画面上での設定が終了すると「ＯＫ」をマウスクリックすることにより判定条件の設定が終了する。
【００６２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、種々な変更ないしは変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る信号波形解析・判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は本発明の実施形の態に係る信号波形解析・判定の概略ステップ例を示す図である。
【図３】図３は図２の動作フロー中のステップｎ３の詳細を示す図である。
【図４】図４は図３のステップｎ３でｎ３−２のモデリングを行う回路例を示し図４（ａ）は通信ケーブルのモデル化回路図、図４（ｂ）はノードに組み込まれるチップビーズのモデル化回路図、図４（ｃ）はノードに組み込まれるコネクタのモデル化回路図である。
【図５】図５は図３のステップｎ３でｎ３−４のネットリストの作成例を示す図である。
【図６】図６は通信フレームの構成例を示す図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は図２のステップｎ３でｎ３−１２で判定条件設定のための波形マスクの作成例を示す図である。
【図８】図８は図３のステップｎ３でｎ３−１２で判定条件設定のための表示画面例を示す図である。
【図９】図９はフィールドネットワークの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は従来の信号波形解析・判定の実行ステップ例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
２１  アプリケーションソフト格納手段
２２  ソフト実行手段
２３  表示手段
２４  入力手段
ｎ１〜ｎ４  信号波形解析・判定の概略ステップ
ｎ３−１〜ｎ３−１４  ｎ３の詳細ステップ
【図１】
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【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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