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Mol.Sci.2,NP006(2008)

実験の効率化に貢献する高機能 Acqirisアナライザボード
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白石 哲成aTet
sunariShi
raishi1. はじめに近年さまざまな分野で，現象を電気信号に変換し，これでリアルタイムにデータを処理しますが，その処理内容に応じて「高速連続データ収集」，「平均化処理」，「ピーク検出」

D変換器を用いて測定をオシロスコープなどのいわゆる A/の 3種類のファームウェアが用意されています。次章では，する実験が多くなってきています。また，波形表示を重視「高速連続データ収集」と「平均化処理」について紹介しまするオシロスコープのかわりに，データ処理に重きを置き，す。ボードには，帯域およびサンプリング速度の違いにより，Dボードを実装効率や PCへのデータ転送速度を高めた A/

AP235，AP240という 2種類があります。Table1に概略仕使用するケースも増えてきています。アジレント・テクノ

様を示します。これらのボードには入力チャンネルが 2qirisシリーズとしてこの種の高速 A/
Dボー
ロジー社は，Acチャンネルありますが，1チャンネルだけを使用して最大サD変換の技術を基ドを展開してきました。長年にわたる A/に，ボード自体に高度な処理能力を持たせたものがアナラ
イザボードです。

neralspecificati
onofPCIanalyzerboard.
Tabl
e1. Ge項目

入力チャンネル数
分解能

2. アナライザボードの機能と特長
2.
1 ハードウェアの概要

周波数帯域gure1に示します。このアナライザボードの外観を Fiボードはパソコンの PCIスロットに挿入して使用します。
Dボードと同じですが，内部にデータ処
外観は一般的な A/eldProgrammableGate
理ユニット（DPU）として FPGA（FiArray）を搭載しているのが特長です。この DPUはボード上

サンプリング速度
フルスケール
オフセット電圧

仕様

備考

28bit
500MHz

AP235

1GHz

AP240

5–1GHz AP235
最大 0.
，可変最大 1–2GHz

AP240，可変50mV–5V

125step±2V

50mV–500mVFS±5V

1V5VFS

トリガソース

内部，外部

クロックソース

内部，外部

データ処理ユニット

Xi
linxVirtex2

PCへのデータ転送速度

100MB/schannel
標準 6MB/eriorvie
wofAc
qirisanalyzers.
Figur
e1. Exta

アキリスジャパン株式会社
0024 東京都調布市布田 4115 明ビル 201
連絡先 〒 182t
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raishi@acqrsj.
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電子メール Te©J
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i.2,NP006(2008)

New Productss
ンプリング速度を 1GS/（AP235）または 2GS/（AP240）に,192です。チャンネルあたり 2M または 8M ポイント数は 8まで高めることが可能です。また，ボード上には FPGA用のメモリが用意されており（8M はオプション），メモリ上でD変換されたのデュアルバンクメモリを搭載しており，A/4ビットで記憶されます。
は 1ポイントに対応するデータが 2データの処理を行いながら，すでに処理の終わったデータをこのファームウェアの特長は以下のとおりです。

PCへ転送することが可能です。この仕組みにより，効率の（1） 最大トリガレート 1MHz以上で平均化処理を実行

gure2）
良いリアルタイムデータ処理を実現しています。
（Fiトリガ信号を検知するごとに設定された回数分，一つのデュアルバンクメモリとはデータを格納できるメモリ領域セグメントに波形データを足しこんでいきます。設定回数を 2組持ち，交互に使用できる仕組みのものです。の加算が終了すると，次のセグメントに加算していきます。
（2） 外部からの制御信号を用いて，トリガごとに加算／減

2.
2 ソフトウェアの概要

算の切り替えが可能

PC上のアプリケーションソフトウェアからは APIi（Applアナライザボードには，外部との制御信号の入出力がでogrammingInterfacecationPr）と呼ばれる関数群を経由してきる 6つの端子（MMCXタイプ 3）が付属しています。こボードを制御できます。ボードのドライバや APIは異なるれらの端子を使って，トリガごとに演算を切り換える機能

OS（Windows,Linux,VxWorks）や言語環境（VB,VC,が提供されます。

VC++,LabVIEW,MATLAB）をサポートしていますので，（3） データの読み出しは積算値，平均値いずれでも可能

使われる方の環境に応じたシステム構築が可能です。また，APIの機能として，加算したデータをそのまま読み出す

さまざまな言語環境でのサンプルプログラムも提供されます。

6ビットデータで読み出すかの指定が可
か，平均値として 1ndows
さらには，すぐにボードを使いたい方のために，Wi能です。

環境で一通りの機能を操作できる標準ソフトウェアも添付（4） ノイズの影響を削減した演算機能しています。

データを加算する際に，値を判別し閾値以下はベース値
gure3）とみなし演算します。（Fi3. 高速連続データ収集ファームウェア
M ポイント（オプションでは 8Mポ
チャンネルあたり 2,192個のセグメントに分割し，さイント）のメモリを最大 8らにはデュアルバンクメモリを自動的に切り換えることにより，高速のトリガレートでデータ収集を連続的に行いま
ble2では，例えば 1GS/sのサンプリング速度です。Ta
1,000ポイント（1ms）の収集を行う場合，メモリバンクあ,000セグメントに分割して，100kHzのトリガレートたり 1で連続的にデータを収集しながら PCに転送し続けることがmpleValueBaseli
ne.
lueofinterest=SaFi
gure3. Vasにできることを表しています。サンプリング速度を 2GS/すると，連続的に取り込めるトリガレートは半分になりまundRobin）方式によるセグメ（5） 順次繰り返し演算（Roす。断続的に集中して発生するトリガであれば，同様の条ントの切り換え機能

00kHzまでのトリガレートに対応できます。また，
件で 5この機能を利用することで，例えばセグメントを 2つ設100MS/sの遅いサンプリングレートでシングルセグメント定し，奇数番目のトリガに対応する波形は最初のセグメン

9.
995％にまで高めることがの場合にはデータの補足率を 9トに加算し，偶数番目のトリガに対応する波形は 2番目の可能です。（バンク切り替え時間 1msがデッドタイムとなセグメントに加算する，というような機能を実現できます。

ります。）ある閾値を超えたデータだけを有効データとみなすゲート機能を利用できる場合には，トリガレートをさらに高めることが可能です。
sacquisiti
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rrates.
Tabl
e2. GS/

5. おわりに
qirisアナライザボードの概要について紹介し本稿では Acました。実際の場面では，高分解能，多チャンネル，システム構成などさまざまなご要求があるものと思われます。
そのようなご要求に応じた測定器も多種ご用意しておりま
bPageを是すので，詳細については引用文献に記載した We
非ご参照ください。

4. リアルタイム平均化処理ファームウェア
1セグメントあたり最大 65,536回までの平均化処理（波形データの加算）を行います。設定できる最大のセグメントPa
ge2of3

これからも，これらの測定器を通して研究者の皆様のお役に立ちたいと考えておりますので，ご意見･ご要望等ございましたら遠慮なくお聞かせください。

New Product

引用文献
lentU1082A Ac
qirisHighSpeedDigitizerwit
hOnboard（1） Agi

Mol.Sci.2,NP006(2008)（3） 東光電子株式会社

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（2） Agi（受理日

2007年 11月 16日）

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