(57)【要約】【課題】回路基板を検査するための検査装置が正しく機能するかどうかを確認するために必要としていた多大な時間と労力を減らすことのできるシミュレーション装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の電子部品の特性値のデータを格納したライブラリ１１３と、複数の電子部品を仮想的に組み合わせた仮想電子回路１１１を有し、節点解析法などのシミュレーションプログラムで電子部品の特性値に従って仮想的に動作させる計算処理部１１と、外部機器２から出力された電気信号をサンプリングし、符号化し信号情報として蓄積する入力バッファメモリ１０４とを備え、計算処理部１１が仮想電子回路１１１の入力ノードの信号処理情報に変換してシミュレーションを実行し、仮想電子回路１１１の出力ノードの信号処理情報を外部機器２の電気信号に変換する。【選択図】図１
2012027688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品の特性値のデータを格納したライブラリと、
前記複数の電子部品を仮想的に組み合わせた仮想電子回路を構成し、節点解析法などのシミュレーションプログラムで前記電子部品の特性値に従って仮想的に動作させる計算処理部と、
外部機器から出力された電気信号をサンプリングし、符号化し信号情報として蓄積する入力バッファメモリと、を備え、
前記信号情報が一定量蓄積された時点で、前記計算処理部が前記仮想電子回路の入力ノードの信号処理情報に変換してシミュレーションを実行し、前記仮想電子回路の出力ノードの信号処理情報を前記外部機器の電気信号に変換することを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
前記仮想電子回路上の部品の一部もしくはすべての部品の代わりに、実部品の入出力の電気信号を、入力、出力バッファメモリを介して前記計算処理部の部品入出力のノードの信号処理情報に変換することを特徴とする請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記仮想電子回路の一部またはすべての回路で、一定情報量単位の信号処理情報のすべての場合のシミュレーションを実行し、シミュレーション結果を前記記憶部内にあらかじめ蓄積するとともに、前記入力バッファメモリに蓄積された前記外部機器からの信号を前記一定情報量単位に分解し、出力の信号処理情報の結果をあらかじめ蓄積されたシミュレーション結果から抽出し、前記外部機器の入力の電気信号に変換したことを特徴とする請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記仮想電子回路からの信号情報を、一定量の出力バッファメモリを経由して前記外部機器に送出することを特徴とする請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
実部品との接続部と、前記実部品の信号処理情報を前記仮想基板上の信号情報に置き換えるための部品データ変換部とを備えることを特徴とする請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項６】
前記仮想電子回路の駆動電源を、定電圧の直流電源としたことを特徴とする請求項１記載のシミュレーション装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のシミュレーション装置と、前記シミュレーション装置に接続される外部機器とから構成され、前記外部機器および前記シミュレーション装置内の仮想電子回路を他の外部機器および仮想電子回路とそれぞれ入れ替えることにより、異なった機能の電子機器として動作させることを特徴とするシミュレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検査回路基板を検査するための検査装置などが正常に機能するかどうかを確認するためのシミュレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、銅箔で配線されたプリント配線基板上に部品を実装して電子回路を構成した回路基板を検査するための検査装置（テスター）は、被検査回路基板を動作させ、その出力信号を音声または映像に変換し、正しく動作しているかどうかを検査している。
【０００３】
このような検査装置は、通常、被検査回路基板の種類ごとに作成されるため、検査装置自身がテスターとして機能しているかどうかの確認もその都度必要になる。
【０００４】
一方、たとえば特許文献１に記載されているように集積回路の設計などにおいてコンピュータによる回路シミュレーションが利用されている。
【０００５】
回路シミュレーションプログラムとしては、米国カリフォルニア大学バークレー校で開発され、ソースコードが一般に公開されているＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｅｍｐｈａｓｉｓ）が広く知られている。また、ＳＰＩＣＥをベースにして開発された様々な回路シミュレータが市販されている。
【０００６】
図４は、このような従来の回路シミュレータにおけるシミュレーション手順の概略を示すフロチャートである。
【０００７】
回路シミュレーションに際しては、まず、回路シミュレーションに必要なデータとして、（１）回路シミュレーションプログラムの実行を制御する実行コマンド、（２）回路解析のための数値計算において使用されるパラメータやアルゴリズム等を指定する解析制御情報、（３）シミュレーション対象の集積回路（対象回路）のネットリスト、を読み込む（ステップＳ１０）。ネットリストには回路接続情報や、素子特性情報、モデルパラメータ、対隣接ゲート距離が記述されている。
【０００８】
次に、これらのデータを用いて、各回路素子の所定モデルに基づき回路解析を行う（ステップＳ１２）。そして、この回路解析により得られる対象回路の各点における電圧や電流またはそれらの時間的変化を示す情報を、シミュレーション結果として表示装置やプリンタなどに出力する（ステップＳ１４）。
【０００９】
このように回路シミュレータを使用することによって、集積回路のような複雑な回路であっても、コンピュータ上でその動作を確認することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２８４１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、製品として完成した検査装置が実際にテスターとして機能することを確認するには、被検査基板上の部品を実際に取り外したり、故意にショートさせ、検査装置がその箇所を特定できるかを確認するために多大な時間と労力を必要としていた。
【００１２】
また、特許文献１の回路シミュレータは、検査装置の仮想回路と被検査基板の仮想回路を組み合わせて仮想上の機能評価を行うものであった。
【００１３】
しかしながら、実際に部品を実装して完成した検査装置は、部品の不良や、組み立て間違いなど設計が意図していない不具合を持っており、特許文献１の回路シミュレータではこの不具合を発見することが出来なかった。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するもので、回路基板を検査するための検査装置が正しく機能するかどうかを確認するために必要としていた多大な時間と労力を減らすことのできるシミュレーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記従来の課題を解決するために本発明のシミュレーション装置は、複数の電子部品の特性値のデータを格納した記憶部と、複数の電子部品を仮想的に組み合わせた仮想電子回路を構成し、節点解析法などのシミュレーションプログラムで電子部品の特性値に従って仮想的に動作させる計算処理部と、外部機器から出力された電気信号をサンプリングし、符号化し信号情報として蓄積する入力バッファメモリとを備え、信号情報が一定量蓄積された時点で、計算処理部が仮想電子回路の入力ノードの信号処理情報に変換してシミュレーションを実行し、仮想電子回路の出力ノードの信号処理情報を外部機器の電気信号に変換するようにしたものである。
【００１６】
これにより、仮想電子回路の入出力部のノードの信号処理情報と外部機器の入出力の電気信号を相互に変換することで、外部機器と仮想電子回路で組み合わせてなる装置をあたかも実在する一つの装置のように動作させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明のシミュレーション装置は、仮想電子回路と外部機器とを組み合わせ、動作を実行させることができ、実部品を使用せずに一つの装置として動作させることができる。
【００１８】
そして、電子部品が実装された回路基板上の不良部品を特定するための検査装置を作成し、その動作を確認する際、シミュレーション装置上の仮想検査基板の一部を仮想的に破壊し検査装置がそれを検出できるかを検証することで、実際に被検査基板を破壊する必要が無く、作成した検査装置の機能評価を容易に行うことができる。
【００１９】
その結果、新しく作成した検査装置においては、被検査対象の仮想電子回路を作成することにより、実物の被検査基板を用いずに機能評価でき、従来必要としていた多大な時間と労力が削減できる。
【００２０】
また、本発明のシミュレーション装置を標準の外部機器と組み合わせれば、多様な電子機器が実現でき、ユーザーは仮想電子回路を書き換えることにより自由に電子機器を作り変えることができるなど、検査装置以外にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシミュレーション装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２におけるシミュレーション装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３におけるシミュレーション装置の構成図
【図４】従来の回路シミュレーション動作フロー図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるシミュレーション装置の全体の構成を示した図である。
【００２４】
図１において、シミュレーション装置１は、入力端子１０１、ＰＣＭ回路１０２、エンコード回路１０３、入力バッファメモリ１０４、出力バッファメモリ１０５、デコード回路１０６、ＤＡ回路１０７、出力端子１０８とからなるデータ変換部１０と、仮想電子回路１１１、プログラミング回路１１２、ライブラリ１１３、アナログ出力バッファメモリ １１４とからなる計算処理部１１と、入出力バッファ制御を行う制御部１２と、入力端子１３１、入力バッファメモリ１３２、エンコード回路１３３、ＰＣＭ回路１３４、ＤＡ回路１３５、デコード回路１３６、出力バッファメモリ１３７、出力端子１３８からなる部品用データ変換部１３と、電源部１４とで構成されている。
【００２５】
外部機器２は、センサー信号、映像音響記録情報、制御情報等、シミュレーション装置１に情報を送出する出力処理部２０と、映像音響信号、計算結果データ等、電子機器からの入力を受け取る入力処理部２１と、モニター、スピーカ、入力操作部、出力インターフェース等のインターフェース部２２と、電源部２３とから構成されている。
【００２６】
次に、本実施の形態におけるシミュレーション装置の動作について説明する。
【００２７】
外部機器２は部品実装された基板ブロックの故障部品を特定する検査装置（テスター）であり、仮想電子回路１１１はバーコードリーダの回路図を例示している。
【００２８】
図に示すように、仮想電子回路１１１上で仮想上の破損箇所として、部品ＩＣ３０１が欠落し３つの端子がオープンになっている場合について、シミュレーション装置１の動作を説明する。
【００２９】
図において、外部機器２のインターフェース部２２の出力端子２０２から、駆動電力と検査信号が電気信号ａとして出力される。この電気信号ａは、シミュレーション装置１のデータ変換部１０の入力端子１０１に入力される。
【００３０】
入力された信号は、ＰＣＭ回路１０２でサンプリング、ついでエンコード回路１０３で符号化され、入力バッファメモリ１０４に蓄積される。
【００３１】
外部機器２からの一つの入力が終了した時点（たとえば実行キーを押下）で、シミュレーション装置１の制御部１２に蓄積された信号は入力バッファメモリ１０４から送出される。
【００３２】
送出されたデータは一定の情報量単位（今後、たとえば１６ｂｉｔとする）で計算処理部１１の仮想電子回路１１１の入力Ａの信号処理情報となる。
【００３３】
駆動電源が定電圧の直流電源ならば、検査信号に対応した入力Ａと出力Ｂだけが変動する信号処理情報となる。
【００３４】
そして、計算処理部１１の仮想電子回路１１１のアナログ回路部において、入力Ａの１６ｂｉｔすべての場合のシミュレーションを予め実施し、仮想電子回路１１１の入力Ａの信号処理情報と、ノードＡの信号処理情報が対比できる入出力対比表に登録して、ライブラリ１１３に保存しておく。
【００３５】
入力バッファメモリ１０４から出力されたデジタル信号は、１６ｂｉｔ単位で計算処理部１１のプログラミング回路１１２で仮想電子回路１１１の入力Ａの信号処理情報として認識され、ライブラリ１１３の入出力対比表からノードＡの信号処理情報を抽出し、アナログ出力バッファメモリ１１４に保存される。
【００３６】
以上の処理を一つの入力が完了するまで繰り返し、連続する信号処理情報が繋ぎ合わせられ、一個の信号処理情報に組み立てられる。
【００３７】
仮想電子回路１１１のデジタル回路部において、前述の一個の信号処理情報をノードＢの信号処理情報としてシミュレーションが実行される。
【００３８】
シミュレーションの結果、出力ノードＢにおける信号処理情報は、プログラミング回路１１２により、データ変換部１０の出力バッファメモリ１０５に信号情報として送出され蓄積される。
【００３９】
蓄積された信号情報は、外部機器２からの処理信号に基づいて、制御部１２によりデコード回路１０６に送出され、復号化される。ついでＤＡ回路１０７にてアナログ信号に変換され、出力端子１０８の出力信号ｂになる。
【００４０】
この出力信号ｂは外部機器２のインターフェース部２２の入力端子２０１に入力され、入力処理部２１で被検査対象の機能を判定し、インターフェース部２２に設けられたモニタに検査結果として表示される。被検査対象に不都合が無ければ「正常」と表示される。
【００４１】
次に、仮想電子回路１１１でＩＣ３０１を仮想的に削除する。前述の場合と同様なプロセスで外部機器２の出力端子２０２から検査信号ａが出力され、シミュレーションの結果判定がまず「異常」と表示され、ついで外部機器のモニタに被検査対象のプローブ設置位置がプローブの画像で表示される。
【００４２】
仮想電子回路１１１で前記プローブ設置位置に対応した位置に仮想のプローブを図のように設定すると、その出力Ｃは正常の場合と同様なプロセスで外部機器２の入力端子２０１に入力され、入力処理部２１で被検査対象の不具合箇所の候補を特定し、「欠損部品候補：ＩＣ３０１」と表示される。
【００４３】
同様に、異常個所を仮想電子回路１１１上で次々に設定し、外部機器２が所定どおりに異常個所を特定できるかどうかをインターフェース部２２に設けられたモニタで確認することによって、外部機器２が正常に機能しているかを判定することが出来る。
【００４４】
このように、シミュレーション装置１上の仮想電子回路１１１の一部を仮想的に破壊し外部機器２がそれを検出できるかを検証することで、実際に部品実装された被検査基板を破壊すること無く、外部機器２の検査装置としての機能評価を容易に行うことができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるシミュレーション装置の全体構成を示した図である。本実施の形態では、シミュレーション装置１の内部構成は基本的に実施の形態１と同じであり、仮想電子回路１１５のみ異なるものとする。
【００４６】
本実施の形態では、仮想電子回路１１５としてモノラルラジオの電子回路を例示している。
【００４７】
一方、外部機器３は、電波を受信するフェライトアンテナと、受信した電波を電気信号に変換する出力処理部３０と、シミュレーション装置１と信号を受け渡しするインターフェース部３２と、シミュレーション装置１から受け取った電気信号を処理する入力処理部３１とから構成されている。
【００４８】
以下、本実施の形態のシミュレーション装置の動作について、図２を用いて説明する。
【００４９】
予め、仮想電子回路１１５で１６ｂｉｔ信号処理情報の全パターンシミュレーションを行い、入力ノードＡと出力ノードＢの対比結果を、ライブラリ１１３の１６ｂｉｔ全シミュレーション結果表に保管する。
【００５０】
外部機器３に設けられたフェライトアンテナで放送電波を受信し、受信した電波を出力処理部３０で電気信号ａに変換し、インターフェース部３２からシミュレーション装置１のデータ変換部１０の入力端子１０１に送出する。
【００５１】
データ変換部１０では、入力された電気信号ａはＰＣＭ回路１０２で１６ｂｉｔサンプリングし、エンコード回路１０３で符号化し、一旦入力バッファメモリ１０４に格納する。
【００５２】
そして、信号が最小の情報単位まで蓄積された時点で、計算処理部１１に送出され、仮想電子回路１１５上の入力ノードＡの信号処理情報とする。
【００５３】
次に、ライブラリ１１３の１６ｂｉｔ全シミュレーション結果表を用い、仮想電子回路１１５上の入力ノードＡの信号処理情報に対応した、出力ノードＢの信号処理情報を決定し、プログラミング回路１１２で信号情報に変換し、出力ノードＢの信号情報を出力バッファメモリ１０５に送出する。
【００５４】
信号情報が出力バッファメモリ１０５に一旦格納され、所定の情報量に達した時点で、デコード回路１０６に送出される。
【００５５】
送出された信号情報は、デコード回路１０６で電気信号に復号化され、ＤＡ回路１０７、出力端子１０８を経由し、電気信号ｂが外部機器３の入力処理部３１に入力される。
【００５６】
電気信号ｂはインターフェース部３２に設けられたピンジャックの出力として、ヘッドフォンなどで音声として聞くことができる。
【００５７】
このように、本実施の形態によれば、シミュレーション装置１に仮想電子回路１１５を設けることにより、外部機器３としてアンテナなどのハードウェアの入出力部のみを接続するだけで、モノラルラジオとして機能させることができる。なお、音量調整や、選局は仮想電子回路上で行うことが出来る。
【００５８】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３におけるシミュレーション装置の全体構成を示した図である。本実施の形態における基本構成は、実施の形態２と同様である。
【００５９】
実施の形態２との違いはライブラリ１１３の部品仕様データ表にない部品を実部品で置き換え、仮想電子回路１１５とのインターフェースのために部品用データ変換部１３を設けた点である。部品用データ変換部１３の内部構成、動作は、データ変換部１０と同様である。
【００６０】
以下本実施の形態の動作について、図３を用いて説明する。
【００６１】
仮想電子回路１１５の部品仕様データ表にない部品が配置されるノードＥ、Ｆの信号処理情報は、部品用データ変換部１３で、出力バッファメモリ、デコード回路、ＤＡ回路を経由し電気信号に変換され、実部品１５の端子ｅ、ｆに印加される。
【００６２】
実部品１５の出力ｇの電気信号は、部品用データ変換部１３のＰＣＭ回路、エンコード回路、入力バッファメモリを経由し、仮想電子回路１１５のノードＧの信号処理情報となる。
【００６３】
その結果、仮想電子回路１１５のノードＥ、Ｆ、Ｇに、あたかも仮想の部品が接続されているように扱うことが出来る。
【００６４】
そして、実部品１５の信号処理情報がライブラリ１１３の入出力対比表に登録され、仮想電子回路１１５が修正される。
【００６５】
そして、実施の形態２と同様、外部機器３としてアンテナなどの入出力部のみ準備するだけで、モノラルラジオとして機能させることができる。
【００６６】
なお、実施の形態２、３では、モノラルラジオを例に挙げたが、ビデオレコーダ、ＣＤプレーヤなど、ハードウェアの入出力部のみ接続するだけで、シミュレーション装置の仮想電子回路を置き換えれば、種々の電子機器を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
検査装置の検証を容易に行えるだけでなく、ハードウェアの入出力部が有れば、仮想部品や仮想回路を作り変え、用途に応じた機能や性能を持った種々の電子機器を実現することができ、利用者の用途に応じた多種多様な電子機器を提供することができるなど、汎用性のあるシミュレーション装置として有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１  シミュレーション装置
２、３  外部機器
１０  データ変換部
１１  計算処理部
１２  制御部
１３  部品用データ変換部
１４  電源部
１５  実部品
２０、３０  出力処理部
２１、３１  入力処理部
２２、３２  インターフェース部
１０１、２０１  入力端子
１０２  ＰＣＭ回路
１０３  エンコード回路
１０４  入力バッファメモリ
１０５  出力バッファメモリ
１０６  デコード回路
１０７  ＤＡ回路
１０８、２０２  出力端子
１１１、１１５  仮想電子回路
１１２  プログラミング回路
１１３  ライブラリ
１１４  アナログ出力バッファメモリ
【図４】
2012027688.tif 000003
【図１】
2012027688.tif 000004
【図２】
2012027688.tif 000005
【図３】
2012027688.tif 000006