(57)【要約】【課題】  標準偏差値の演算を短時間で行える時間測定装置を提供すること。【解決手段】  周期、タイムインターバル、周波数、パルス幅などの入力信号の時間パラメータの少なくともいずれかを測定する時間パラメータ測定部と、  この時間パラメータ測定部で更新レート時間内に測定された時間パラメータＸとそのデータ数Ｎに基づき、自乗和ΣＸ２と和ΣＸと積算数ΣＮを演算する第１の演算部と、  この第１の演算部の演算結果を更新レート毎に格納する少なくとも１測定周期分の容量を有する第１のメモリと、  この第１のメモリに格納された同じ種類の演算結果を全て読み込み、それぞれの種類別に積算演算を行う第１の演算部と、  この第２の演算部の演算結果をそれぞれ格納する第２のメモリと、  この第２のメモリに格納された演算結果に基づき、更新レート毎に平均値Ｘavg、分散ｓ２および標準偏差ＳＤを演算する第３の演算部、とで構成されたことを特徴とするもの。【選択図】                    図１
2005337800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期、タイムインターバル、周波数、パルス幅などの入力信号の時間パラメータの少なくともいずれかを測定する時間パラメータ測定部と、
この時間パラメータ測定部で更新レート時間内に測定された時間パラメータＸとそのデータ数Ｎに基づき、自乗和ΣＸ２と和ΣＸと積算数ΣＮを演算する第１の演算部と、
この第１の演算部の演算結果を更新レート毎に格納する少なくとも１測定周期分の容量を有する第１のメモリと、
この第１のメモリに格納された同じ種類の演算結果を全て読み込み、それぞれの種類別に積算演算を行う第１の演算部と、
この第２の演算部の演算結果をそれぞれ格納する第２のメモリと、
この第２のメモリに格納された演算結果に基づき、更新レート毎に平均値Ｘavg、分散ｓ２および標準偏差ＳＤを演算する第３の演算部、
とで構成されたことを特徴とする時間測定装置。
【請求項２】
第１の演算部と第２の演算部はハードウェアであり、第３の演算部はファームウェアであることを特徴とする請求項１記載の時間測定装置。
【請求項３】
第１の演算部と第２の演算部および第３の演算部はいずれもハードウェアであることを特徴とする請求項１記載の時間測定装置。
【請求項４】
第１のメモリと第２のメモリは同一メモリの異なる領域を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の時間測定装置。
【請求項５】
第１のメモリと第２のメモリは互いに異なるメモリを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の時間測定装置。
【請求項６】
時間測定装置は、ジッタメータおよびタイムインターバルアナライザのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の時間測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は時間測定装置に関し、詳しくは、例えばＣＤやＤＶＤなどの光ディスクドライブの光ピックアップから出力されるパルス幅変調された信号のジッタ解析を行う場合の標準偏差の演算に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクドライブの光ピックアップから出力されるパルス幅変調された信号のジッタ解析を行う時間測定装置の構成が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０-２８２１６５
【０００４】
すなわち、特許文献１の段落００４６には、「ジッタ演算手段１９は読出データメモリ１８に格納されているデータに基づきジッタを演算して表示手段２０に表示させる。」ことが開示されている。
【０００５】
図５は、従来の時間測定装置の一例を示す概念ブロック図であり、標準偏差演算機能に着目したものである。図５において、時間測定回路１は、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスクドライブの光ピックアップから出力されるパルス幅変調された入力信号について、周期、タイムインターバル、周波数、パルス幅などの各種の時間パラメータを測定し、それらの測定データをメモリ２に順次格納する。これら時間測定回路１とメモリ２は、ハードウェア領域（Ａ）を構成している。
【０００６】
標準偏差演算部３は、ＣＰＵの演算機能を利用したものであり、メモリ２に格納された測定データを全て読み込んで標準偏差値の演算を行い、演算結果を出力する。これらメモリ２と標準偏差演算部３は、ファームウェア領域（Ｂ）を構成している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような従来の構成によれば、メモリ２に取り込んだ測定データが多い場合、ＣＰＵは広いメモリ空間をアクセスしなければならず、測定データのメモリ２からの読み出し完了までに時間がかかるという問題点がある。
【０００８】
また、標準偏差値の演算をファームウェアで行っていることから、標準偏差値の演算結果が出るまでに時間がかかるという問題もある。
【０００９】
さらに、標準偏差値の演算は、演算対象とするすべての測定データをメモリ２から一旦ＣＰＵに取り込んだ後でないと計算を始めることができない。
【００１０】
本発明は、これらの従来の問題点を解決するものであり、その目的は、標準偏差値の演算を短時間で行える時間測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
周期、タイムインターバル、周波数、パルス幅などの入力信号の時間パラメータの少なくともいずれかを測定する時間パラメータ測定部と、
この時間パラメータ測定部で更新レート時間内に測定された時間パラメータＸとそのデータ数Ｎに基づき、自乗和ΣＸ２と和ΣＸと積算数ΣＮを演算する第１の演算部と、
この第１の演算部の演算結果を更新レート毎に格納する少なくとも１測定周期分の容量を有する第１のメモリと、
この第１のメモリに格納された同じ種類の演算結果を全て読み込み、それぞれの種類別に積算演算を行う第１の演算部と、
この第２の演算部の演算結果をそれぞれ格納する第２のメモリと、
この第２のメモリに格納された演算結果に基づき、更新レート毎に平均値Ｘavg、分散ｓ２および標準偏差ＳＤを演算する第３の演算部、
とで構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の時間測定装置において、
第１の演算部と第２の演算部はハードウェアであり、第３の演算部はファームウェアであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の時間測定装置において、
第１の演算部と第２の演算部および第３の演算部はいずれもハードウェアであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の時間測定装置において、
第１のメモリと第２のメモリは同一メモリの異なる領域を用いることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の時間測定装置において、
第１のメモリと第２のメモリは互いに異なるメモリを用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の時間測定装置において、
時間測定装置は、ジッタメータおよびタイムインターバルアナライザのいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、標準偏差の演算に必要な変数を更新レート毎にハードウェアよりなる演算部で演算してメモリに格納し、標準偏差の演算はこれらメモリに格納された変数を読み込んで行うので、演算処理時間を短縮でき、機器の調整工程などにおいてはタクトタイムを短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に基づく時間測定装置の具体例を示すブロック図であり、図５と共通する部分には同一符号を付けている。図１において、第１演算部４は、時間測定回路１から更新レート時間内に出力される計測された時間Ｘに関わるＮ個の測定データに基づき、更新レート毎に、
1)自乗和ΣＸ２
2)和ΣＸ
3)積算数ΣＮ
よりなる３種の演算結果を算出し、これら３種の演算結果をセットにしてメモリ５に逐次格納する。
【００１９】
第２演算部６は、更新レート毎に、第１演算部４により書き込まれた演算結果をメモリ５の空間全てから読み込み、
1)自乗和の積算ΣΣＸ２
2)和の積算ΣΣＸ
3)積算数の積ΣΣＮ
の３種の演算結果を算出し、これらの結果をメモリ７に逐次格納する。なお、メモリ５と７は、共通するメモリの空間を分けて共有してもよい。
【００２０】
ＣＰＵ８は、メモリ７に格納された演算結果に基づき、更新レート毎に平均値Ｘavg、分散ｓ２および標準偏差ＳＤを、以下の式で計算する。
1)平均値Ｘavg
Ｘavg＝（1/Ｎ)×ΣΣＸ２
2)分散ｓ２
ｓ２＝（1/(Ｎ−1))×（ΣΣＸ２−Ｘavg×ΣＸ）
3)標準偏差ＳＤ
ＳＤ＝√s2
【００２１】
これらの演算過程について説明する。更新レートを100ms、信号を取り込むゲート時間を400msとした場合、メモリ５には、図２に示すように、アドレスが３個ずつ割り当てられたＡ〜Ｄブロック(０００〜００２、００３〜００５、００６〜００８、００９〜０１１)のアドレス空間を設定する。
【００２２】
そして、図３に示すように、更新レート毎に、第１演算部４はこれらのメモリブロックＡ〜Ｄにブロック単位で逐次演算結果を書き込み、第２演算部６はこれら書き込まれた演算結果を読み込んで総積算演算を行う。
【００２３】
タイミングＴ1ａにおいて、第１演算部４は、アドレス０００〜００２のメモリブロックＡに、演算結果ΣＸ２(1)、ΣＸ(1)、ΣＮ(1)をそれぞれ格納する。そして、書き込みが終わったタイミングＴ1bにおいて、第２演算部６は、これらメモリブロックＡに格納された演算結果を読み込む。
【００２４】
タイミングＴ2ａにおいて、第１演算部４は、アドレス００３〜００５のメモリブロックＢに、演算結果ΣＸ２(2)、ΣＸ(2)、ΣＮ(2)をそれぞれ格納する。そして、書き込みが終わったタイミングＴ2bにおいて、第２演算部６は、これらメモリブロックＡおよびＢに格納された同じ種類の演算結果を読み込み、それぞれの種類別に積算演算を行う。
【００２５】
タイミングＴ3ａにおいて、第１演算部４は、アドレス００６〜００８のメモリブロックＣに、演算結果ΣＸ２(3)、ΣＸ(3)、ΣＮ(3)をそれぞれ格納する。そして、書き込みが終わったタイミングＴ3bにおいて、第２演算部６は、これらメモリブロックＡ、Ｂ、Ｃに格納された同じ種類の演算結果を読み込み、それぞれの種類別に総積算演算を行う。
【００２６】
タイミングＴ4ａにおいて、第１演算部４は、アドレス００９〜０１１のメモリブロックＤに、演算結果ΣＸ２(4)、ΣＸ(4)、ΣＮ(4)をそれぞれ格納する。そして、書き込みが終わったタイミングＴ4bにおいて、第２演算部６は、これらメモリブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに格納された同じ種類の演算結果を読み込み、それぞれの種類別に総積算演算を行う。これにより、１周期の測定が終了する。
【００２７】
１周期の測定が終了してメモリ５のメモリブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにそれぞれ演算結果を格納した後は、図４に示すように、再びアドレス０００〜００２のメモリブロックＡから、次周期測定の演算結果の上書きを行う。
【００２８】
すなわち、タイミングＴ5ａにおいて、第１演算部４は、アドレス０００〜００３のメモリブロックＡに、演算結果ΣＸ２(5)、ΣＸ(5)、ΣＮ(5)をそれぞれ格納する。そして、書き込みが終わったタイミングＴ5bにおいて、第２演算部６は、これらメモリブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに格納された同じ種類の演算結果を読み込み、それぞれの種類別に総積算演算を行う。以降、更新レート毎に同様に演算結果の上書きを行うことにより、設定したゲート時間毎に全ての演算結果が新しいデータに入れ替わる。
【００２９】
そして、前述のように、第２演算部６は、更新レート毎にメモリブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに格納された同じ種類の演算結果に基づく種類別の総積算演算結果をメモリ７に逐次転送格納し、ＣＰＵ８はこのメモリ７に逐次転送格納された種類別の総積算演算結果に基づいて更新レート毎に標準偏差の計算を行う。
【００３０】
これにより、従来のようにゲート時間で規定される１測定周期の全ての測定データが更新されるまで待つことなく、更新レート毎に更新される測定データに基づく標準偏差値を得ることができる。
【００３１】
ここで、標準偏差の演算に必要な変数（自乗和の積算ΣΣＸ２、和の積算ΣΣＸ、積算数の積ΣΣＮ）をハードウェアである第１演算部４と第２演算部６で演算するため、演算処理時間を従来のようなファームウェアによる演算処理よりも短縮できる。
【００３２】
また、ファームウェアであるＣＰＵ８は、メモリ５の全メモリ空間に書き込まれている全データを読み込む必要がなく、第２演算部６による標準偏差の演算に必要な変数（自乗和の積算ΣΣＸ２、和の積算ΣΣＸ、積算数の積ΣΣＮ）の演算結果が書き込まれているメモリ７にアクセスするのみでよく、演算処理時間の短縮が図れる。
【００３３】
さらに、更新レート毎にメモリ５に格納されている古いデータの上に新しいデータが書き込まれ、それらのデータに基づいて標準偏差値の演算が行われるので、徐々に結果（標準偏差）が変化する機器の調整工程などにおいてその変化方向を早く知ることができ、タクトタイム（製品１台当たりの生産に要する時間）を短縮できる。
【００３４】
本発明を、ジッタメータやタイムインターバルアナライザなどの時間測定装置における時間計算回路部分に適用することにより、時間変動の指標である標準偏差値の結果出力の更新レートが早い時間測定装置が実現できる。
【００３５】
なお、図１の実施例では、平均値(Ｘavg)、分散(ｓ２)、標準偏差(ＳＤ)をファームウェアであるＣＰＵ８で演算する例を示したが、より高速演算を実現するためにこれらの演算をＦＰＧ(Filed Programmable Gatearray)などのハードウェアで行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に基づく時間測定装置の具体例を示すブロック図である。
【図２】図１で用いるメモリ５のアドレス空間の説明図である。
【図３】本発明に基づく総積算演算の流れを示す説明図であ。
【図４】図１で用いるメモリ５のアドレス空間へのデータ書込み説明図である。
【図５】従来の時間測定装置の一例を示す概念ブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  時間測定回路
４  第１演算部（ハードウェア）
５，７  メモリ
６  第２演算部（ハードウェア）
８  ＣＰＵ（ファームウェア）
【図１】
2005337800.tif 000003
【図２】
2005337800.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005337800.tif 000006
【図５】
2005337800.tif 000007