インターフェイス装置及びシミュレーションシステム
【課題】ノイズや信号歪み等の外乱の影響の検証が可能なインターフェイス装置等を提供する。
【解決手段】インターフェイス装置３０は、制御装置とシミュレーション装置との間で送受信されるデータの中継を行うものであり、制御装置との間でデータの送受信を行う上位インターフェイス部３１と、シミュレーション装置との間でデータの送受信を行う下位インターフェイス部３２と、上位インターフェイス部３１及び下位インターフェイス部３２で受信される信号の各々を分析する信号分析部３３ａ，３３ｂと、信号分析部３３ａ，３３ｂの分析結果に基づいて、受信される信号の特性を示す特性情報である信号データを管理する信号データ部３４と、受信される信号の各々に対して信号データ部３４で管理される信号データに応じた所定の信号処理を行い、出力すべきデータをそれぞれ生成するデータ生成部３５とを備える。
【解決手段】インターフェイス装置３０は、制御装置とシミュレーション装置との間で送受信されるデータの中継を行うものであり、制御装置との間でデータの送受信を行う上位インターフェイス部３１と、シミュレーション装置との間でデータの送受信を行う下位インターフェイス部３２と、上位インターフェイス部３１及び下位インターフェイス部３２で受信される信号の各々を分析する信号分析部３３ａ，３３ｂと、信号分析部３３ａ，３３ｂの分析結果に基づいて、受信される信号の特性を示す特性情報である信号データを管理する信号データ部３４と、受信される信号の各々に対して信号データ部３４で管理される信号データに応じた所定の信号処理を行い、出力すべきデータをそれぞれ生成するデータ生成部３５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターフェイス装置及び当該装置を備えるシミュレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、シミュレーションシステムは、制御対象を制御する制御装置と、制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置とを備えており、制御装置の制御の下でシミュレーション装置により被制御装置の動作が模擬される。具体的には、制御装置からシミュレーション装置に対して各種の指令信号が出力されるとともに、シミュレーション装置から制御装置に対して装置の状態等を示す各種信号が出力され、制御装置はシミュレーション装置から得られる各種信号を参照しつつシミュレーション装置の制御を行う。
【０００３】
以下の特許文献１には、半導体試験装置の試験を行う自動試験装置（ＡＴＥ）のシミュレートを行うシミュレーションシステムが開示されている。このシミュレーションシステムは、実デバイスに対する測定を行って得られた測定結果を用いて生成した試験結果データをファイルに保存し、この保存された試験結果データを用いて試験装置をシミュレートすることによって、半導体試験装置の試験に用いるテストプログラムの動作を検証している。また、以下の特許文献２には、評価装置と制御装置との間で遣り取りされる入出力信号線の経路や信号特性を個別に切替設定可能な信号中継部を備えるシミュレーション装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１６８７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１６５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シミュレーションシステムをなす制御装置又はシミュレーション装置は、実際に配置される環境とは異なる環境の下で開発されることが多い。このため、例えばシミュレーション装置を用いて開発された制御装置を実際の被制御装置に接続して被制御装置の制御を行おうとしても、制御対象たる被制御装置が必ずしもシミュレーション装置のように正常に動作するとは限らない。
【０００６】
例えば、制御装置及び被制御装置の何れもがノイズを発生する機器の近くに設置される場合には、制御装置から被制御装置に出力される指令信号及び被制御装置から制御信号に出力される各種信号がノイズの影響を受けてしまう。また、制御装置とシミュレーション装置との接続に用いられていたケーブルとは種類や長さが異なるケーブルを用いて制御装置と被制御装置とを接続しなければならない場合には、ケーブルの相違によって信号の歪みが生じてしまう。このようなノイズや信号歪み等の外乱の影響があると、制御装置による被制御装置の制御が正常に行われず、意図した動作とは異なる動作（異常動作）が被制御装置で行われることが考えられる。
【０００７】
このような異常動作が生じた場合には、その原因を発見することが困難であるため多くの時間及び労力が必要になり、開発に要する時間及びコストの上昇を招いてしまうという問題がある。また、これらの異常動作は、頻繁に発生することは希であり、また不定期に発生するものである。このため、被制御装置の稼働が開始された直後には問題がなくとも、稼働後に暫くしてから原因不明の異常動作が突然現れることになり信頼性の面からも問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ノイズや信号歪み等の外乱の影響の検証が可能なインターフェイス装置、及び当該装置を備えることによって低コストで高い信頼性を得ることができるシミュレーションシステム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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のインターフェイス装置は、制御対象を制御する制御装置（１０）と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置（２０）との間で送受信される信号の中継を行うインターフェイス装置（３０）であって、前記制御装置との間で信号の送受信を行う第１インターフェイス部（３１）と、前記シミュレーション装置との間で信号の送受信を行う第２インターフェイス部（３２）と、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を分析する信号分析部（３３ａ、３３ｂ）と、前記信号分析部の分析結果に基づいて、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の特性を示す特性情報を管理する信号管理部（３４）と、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対して前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理を行い、前記第２，第１インターフェイス部に出力すべきデータをそれぞれ生成するデータ生成部（３５）とを備えることを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記信号分析部が、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の外乱の影響及び信号レベルを分析し、前記信号管理部が、前記信号分析部で分析された外乱の影響及び信号レベルを、前記特性情報として管理することを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部が、前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理として、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対し、前記外乱の影響を付加する外乱付加処理、前記外乱の影響を除去する外乱除去処理、及び信号レベルの調整を行う信号レベル調整処理の少なくとも１つの処理を行うことを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部が、前記外乱付加処理を行う外乱付加部（３５ｄ）と、前記外乱除去処理を行う外乱除去部（３５ｃ）と、前記信号レベル調整処理を行う信号レベル調整部（３５ｂ）とを備えることを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部が、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を、前記シミュレーション装置及び前記制御装置に適したデータに変換して、前記第２，第１インターフェイス部にそれぞれ出力するデータ変換部（３５ａ）を備えることを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部で行われる処理を選択する選択部（３６）を備えることを特徴としている。
本発明のシミュレーションシステムは、制御対象を制御する制御装置（１０）と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置（２０）とを備えるシミュレーションシステム（１）において、前記制御装置と前記シミュレーション装置との間に接続される上記の何れかに記載のインターフェイス装置を備えることを特徴としている。
本発明のシミュレーションシステムは、制御対象を制御する制御装置（１０）と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置（２０）とを備えるシミュレーションシステムにおいて、上記の何れかに記載のインターフェイス装置を、前記制御装置及び前記シミュレーション装置の何れか一方に設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インターフェイス装置によって、制御装置とシミュレーション装置との間で授受される信号に対し、外乱の付加、外乱の除去、及び信号レベル調整を自在に行うことができるため、ノイズや接続ケーブルの種類の違いによる信号歪み等の外乱の影響の検証が可能であるという効果がある。また、制御装置とシミュレーション装置との間、又は制御装置とシミュレーション装置との何れか一方にインターフェイス装置を設けるだけで外乱の影響の検証を行うことができるため、低コストで高い信頼性を有するシミュレーションシステムを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】インターフェイス装置３０の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムが備えるインターフェイス装置３０の動作の概要を示すフローチャートである。
【図４】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる具体的な処理を示すフローチャートである。
【図５】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるデータ変換に関する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるレベル調整に関する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる外乱に関する処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるインターフェイス装置及びシミュレーションシステムについて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示す通り、本実施形態のシミュレーションシステム１は、制御装置１０、シミュレーション装置２０、及びインターフェイス装置３０を備えており、制御装置１０がインターフェイス装置３０を介してシミュレーション装置２０を制御することによって、制御装置１０の制御対象である被制御装置の動作をシミュレーション装置２０で模擬する。
【００１３】
制御装置１０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータによって実現され、制御対象を制御するためのデータ（指令値）を所定の制御周期（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に出力する。また、シミュレーション装置２０から出力されてインターフェイス装置３０を介したデータを上記の制御周期毎に取得する。即ち、制御装置１０は、例えば１０ｍｓｅｃのサイクルでデータの入出力を行う。
【００１４】
シミュレーション装置２０は、制御装置１０から出力されたデータであって、インターフェイス装置３０を介して所定の周期（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に入力されるデータに基づいた動作を実行することによって、制御装置１０が制御する制御対象としての被制御装置の動作を模擬する。また、シミュレーション装置２０は、現在の状態等を示すデータを上記の周期毎に出力する。尚、シミュレーション装置２０も、制御装置１０と同様に、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータによって実現される。
【００１５】
インターフェイス装置３０は、制御装置１０とシミュレーション装置２０とに接続されて、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間で送受信されるデータの中継を行う。このインターフェイス装置３０は、制御装置１０及びシミュレーション装置２０の各々をカスタマイズすることなく、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間でのデータの授受を可能にするとともに、ノイズや信号歪み等の外乱の影響の検証を可能とするためにシミュレーションシステム１に設けられている。
【００１６】
インターフェイス装置３０は、制御装置１０から送信されたデータをシミュレーション装置２０に適したデータに変換してミュレーション装置２０に送信するとともに、シミュレーション装置２０から送信されたデータを制御装置１０に適したデータに変換して制御装置１０に送信する。また、制御装置１０及びシミュレーション装置２０の各々から送信されたデータ（信号）の特性をそれぞれ分析し、それら信号の特性を示すデータ（信号データ（特性情報））を管理する。
【００１７】
更に、インターフェイス装置３０は、制御装置１０及びシミュレーション装置２０の各々から送信された信号に対し、管理している信号データに応じた所定の処理を行って、シミュレーション装置２０及び制御装置１０の各々に出力すべきデータを生成する。ここで、インターフェイス装置３０で行われる上記の所定の処理としては、例えば外乱の影響を付加する外乱付加処理、外乱の影響を除去する外乱除去処理、又は信号レベルの調整を行う信号レベル調整処理がある。インターフェイス装置３０は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータ、或いは電子基板（インターフェイスカード）等によって実現される。
【００１８】
図２は、インターフェイス装置３０の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、インターフェイス装置３０は、上位インターフェイス部３１（第１インターフェイス部）、下位インターフェイス部３２（第２インターフェイス部）、信号分析部３３ａ，３３ｂ、信号データ部３４（信号管理部）、データ生成部３５、及び生成データ選択部３６（選択部）を備えており、これらによって上述したデータの変換、信号の特性の分析、データの生成等を行う。
【００１９】
上位インターフェイス部３１は、複数の送受信部３１ａ〜３１ｎを備えており、これら送受信部３１ａ〜３１ｎのうちの１つが制御装置１０と接続されて制御装置１０との間でデータの送受信を行う。尚、上位インターフェイス部３１が複数の送受信部３１ａ〜３１ｎを備えている必要は必ずしもなく、少なくとも１つの送受信部を備えていればよい。上位インターフェイス部３１の送受信部の数は、拡張性やコスト等を考慮して決定される。
【００２０】
下位インターフェイス部３２は、複数の送受信部３２ａ〜３２ｎを備えており、これら送受信部３２ａ〜３２ｎのうちの１つがシミュレーション装置２０と接続されてシミュレーション装置２０との間でデータの送受信を行う。尚、この下位インターフェイス部３２も、上位インターフェイス部３１と同様に、複数の送受信部３２ａ〜３２ｎを備えている必要は必ずしもなく、その数は拡張性やコスト等を考慮して決定される。
【００２１】
信号分析部３３ａは、信号データ部３４で管理される信号データ（特性情報）に基づいて、上位インターフェイス部３１に設けられた送受信部３１ａ〜３１ｎの各々で受信される信号の特性を分析する。具体的には、データ変換のために必要な変換分析、信号レベル調整のために必要なレベル分析、及び外乱の影響を付加又は排除するために必要な外乱分析を行う。
【００２２】
信号分析部３３ｂは、信号データ部３４で管理される信号データ（特性情報）に基づいて、下位インターフェイス部３２に設けられた送受信部３２ａ〜３２ｎの各々で受信される信号の特性を分析する。具体的には、上記の信号分析部３３ａと同様に、データ変換のために必要な変換分析、信号レベル調整のために必要なレベル分析、及び外乱の影響を付加又は排除するために必要な外乱分析を行う。尚、信号分析部３３ａ，３３ｂで行われる分析の詳細については後述する。
【００２３】
信号データ部３４は、信号分析部３３ａ，３３ｂの分析結果に基づいて、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間で送受信されるデータについて発生し得るノイズや信号歪み等の外乱や信号レベルの変動を信号データとして管理する。また、上位インターフェイス部３１及び下位インターフェイス部３２で受信された信号に対し、除去又は付加すべき外乱の成分や信号レベルを決定する。更に、信号データ部３４は、シミュレーションシステム１が設置されている実際の環境下で測定された信号波形を外部データとして入力する機能も有する。
【００２４】
データ生成部３５は、上位インターフェイス部３１及び下位インターフェイス部３２で受信される信号の各々に対して、信号データ部３４で管理される信号データに応じた所定の信号処理を行い、下位インターフェイス部３２及び上位インターフェイス部３１に出力すべきデータをそれぞれ生成する。このデータ生成部３５は、データ変換部３５ａ、信号レベル調整部３５ｂ、外乱除去部３５ｃ、及び外乱付加部３５ｄを備える。
【００２５】
データ変換部３５ａは、上位インターフェイス部３１で受信されたデータを、シミュレーション装置２０に適したデータに変換して下位インターフェイス部３２に出力する。例えば、上位インターフェイス部３１で受信されたデータのフォーマットをシミュレーション装置２０に適した形式に変換し、或いはプロトコル変換を行って下位インターフェイス部３２に出力する。
【００２６】
また、データ変換部３５ａは、下位インターフェイス部３２で受信されたデータを、制御装置１０に適したデータに変換して上位インターフェイス部３１に出力する。例えば、下位インターフェイス部３２で受信されたデータのフォーマットを制御装置１０に適した形式に変換し、或いはプロトコル変換を行って上位インターフェイス部３１に出力する。データ変換部３５ａにおけるデータの変換方法は、接続される制御装置１０及びシミュレーション装置２０から出力されるデータの種類や形式に応じて適宜決定される。
【００２７】
信号レベル調整部３５ｂは、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、上位インターフェイス部３１で受信された信号及び下位インターフェイス部３２で受信された信号の各々の信号レベルを調整する信号レベル調整処理を行う。これにより、データ生成部３５から下位インターフェイス部３２又は上位インターフェイス部３１に対して、信号レベルが調整された信号がそれぞれ出力される。
【００２８】
外乱除去部３５ｃは、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、上位インターフェイス部３１で受信された信号及び下位インターフェイス部３２で受信された信号から外乱の影響を除去する外乱除去処理を行う。これにより、データ生成部３５から下位インターフェイス部３２又は上位インターフェイス部３１に対して、外乱の影響が除去された信号がそれぞれ出力される。
【００２９】
外乱付加部３５ｄは、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、上位インターフェイス部３１で受信された信号及び下位インターフェイス部３２で受信された信号に対して外乱の影響を付加する外乱付加処理を行う。これにより、データ生成部３５から下位インターフェイス部３２又は上位インターフェイス部３１に対して、外乱の影響が付加された信号がそれぞれ出力される。
【００３０】
生成データ選択部３６は、データ生成部３５で生成されるデータの種類の選択を行う。具体的には、データ生成部３５に設けられた信号レベル調整部３５ｂ、外乱除去部３５ｃ、及び外乱付加部３５ｄの少なくとも１つを選択することによってデータ生成部３５で行われる処理を選択することにより、データ生成部３５で生成されるデータの種類の選択を行う。
【００３１】
尚、データ生成部３５から上位インターフェイス部３１へ出力されるデータの種類、及びデータ生成部３５から下位インターフェイス部３２へ出力されるデータの種類は、同じものを選択することも、異なるものを選択することも可能である。この生成データ選択部３６は、例えばユーザが操作可能な部分に設けられ、ユーザの指示に基づいて上記の選択を行う。
【００３２】
次に、上記構成におけるシミュレーションシステムの動作について説明する。図３は、本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムが備えるインターフェイス装置３０の動作の概要を示すフローチャートである。尚、インターフェイス装置３０で行われる動作は、制御装置１０からシミュレーション装置２０にデータが送信される場合とシミュレーション装置２０から制御装置１０にデータが送信される場合とで同じであるため、以下では制御装置１０からシミュレーション装置２０にデータが送信される場合にインターフェイス装置３０で行われる動作を例に挙げて説明する。
【００３３】
インターフェイス装置３０の電源が投入されると図３に示すフローチャートが開始され、まず受信データの有無が判断される（ステップＳ１）。制御装置１０からシミュレーション装置２０に向けて制御対象を制御するためのデータ（指令値）の送信が開始されない場合には、ステップＳ１の判断は「ＮＯ」になってステップＳ１の処理が繰り返される。これに対し、制御装置１０からシミュレーション装置２０に向けたデータの送信が開始されると、ステップＳ１の判断は「ＹＥＳ」になり、上位インターフェイス部３１で受信処理が行われる（ステップＳ２）。
【００３４】
上位インターフェイス部３１での受信処理が完了すると、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、受信した信号の特性が信号分析部３３ａで分析され（ステップＳ３）、次いで下位インターフェイス部３２へ出力すべきデータがデータ生成部３５で作成される（ステップＳ４）。図４は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる具体的な処理を示すフローチャートである。
【００３５】
図４に示す通り、ステップＳ３では、データ変換のために必要な変換分析（ステップＳ３ａ）、信号レベル調整のために必要なレベル分析（ステップＳ３ｂ）、及び外乱の影響を付加又は排除するために必要な外乱分析（ステップＳ３ｃ）が信号分析部３３ａで並列して行われる。また、ステップＳ４では、データ変換部３５ａによるステップＳ３ａの変換分析結果に応じたデータ変換処理（ステップＳ４ａ）、信号レベル調整部３５ｂによるステップＳ３ｂのレベル分析結果に応じた信号レベル調整処理（ステップＳ４ｂ）、及び外乱除去部３５ｃ又は外乱付加部３５ｃによるステップＳ３ｃの外乱分析結果に応じた外乱処理（ステップＳ４ｃ）が並列して行われる。
【００３６】
このように、図３中のステップＳ３，Ｓ４で並列して行われる処理は、データ変換に関する処理（ステップＳ３ａ，Ｓ４ａ）、レベル調整に関する処理（ステップＳ３ｂ，Ｓ４ｂ）、及び外乱に関する処理（ステップＳ３ｃ，Ｓ４ｃ）に大別される。以下、これら各処理の詳細について順に説明する。
【００３７】
［データ変換に関する処理］
図５は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるデータ変換に関する処理の詳細を示すフローチャートである。まず、信号分析部３３ａで行われる変換分析（ステップＳ３ａ）では、インターフェイス装置３０で管理されるノード情報Ｎを用いてデータの送信元を特定する処理が行われ（ステップＳ１１）、次いで送信先を特定する処理が行われる（ステップＳ１２）。ここでは、制御装置１０からシミュレーション装置２０にデータが送信される場合を考えているため、データの送信元として制御装置１０が特定され、データの送信先としてシミュレーション装置２０が特定される。
【００３８】
次に、データ変換部３５ａで行われるデータ変換処理（ステップＳ４ａ）では、データの変換が必要であるか否かが判断される（ステップＳ１３）。ここで、例えば制御装置１０及びシミュレーション装置２０で取り扱うデータのフォーマット及びプロトコルが同じであってデータ変換が不要である場合にはステップＳ１３の判断結果は「ＮＯ」になり、図５に示す一連の処理は終了する。
【００３９】
これに対し、例えば制御装置１０及びシミュレーション装置２０で取り扱うデータのフォーマット及びプロトコルの少なくとも一方が異なっているためデータ変換が必要である場合にはステップＳ１３の判断結果は「ＹＥＳ」になり、プロトコルデータＤ１等を用いたデータ変換がデータ変換部３５ａで行われる（ステップＳ１４）。データの変換処理が終了すると、図５に示す一連の処理は終了する。
【００４０】
［レベル調整に関する処理］
図６は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるレベル調整に関する処理の詳細を示すフローチャートである。まず、信号分析部３３ａで行われるレベル分析（ステップＳ３ｂ）では、上位インターフェイス部３１で受信された信号レベルが正常であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。この信号レベルが正常であるか否かの判断は、例えば信号レベルが予め設定された範囲内であるか否かにより行う。
【００４１】
信号レベルが正常と判断された場合（ステップＳ２１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、正常である旨、分析された信号レベル、及び信号データ部３４で管理される信号データＤ２が不図示の表示装置に表示される（ステップＳ２２）。これに対し、信号レベルが正常ではないと判断された場合（ステップＳ２１の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、正常ではない旨、分析された信号レベル、及び信号データ部３４で管理される信号データＤ２が不図示の表示装置に表示される（ステップＳ２２）。
【００４２】
次に、信号レベル調整部３５ｂで行われる信号レベル調整処理（ステップＳ４ｂ）では、まずユーザの指示に従って調整すべき信号レベルの設定が信号レベル調整部３５ｂにて行われる（ステップＳ２３）。次いで、データ生成部３５で行われるべき処理が信号レベル調整処理であるか否かが判断される（ステップＳ２４）。これは、生成データ選択部３６によって信号レベル調整部３５ｂが選択されているか否かを判断することにより行う。ここで、データ生成部３５で行われるべき処理が信号レベル調整処理ではないと判断された場合には、ステップＳ２４の判断結果が「ＮＯ」になり、図６に示す一連の処理は終了する。
【００４３】
これに対し、データ生成部３５で行われるべき処理が信号レベル調整処理であると判断された場合には、ステップＳ２４の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ユーザによって設定された信号レベルが選択され（ステップＳ２５）、その後に上位インターフェイス部３１で受信された信号の信号レベルが調整される（ステップＳ２６）。信号レベルの調整が終了すると、図６に示す一連の処理は終了する。
【００４４】
［外乱に関する処理］
図７は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる外乱に関する処理の詳細を示すフローチャートである。まず、信号分析部３３ａで行われる外乱分析（ステップＳ３ｃ）では、上位インターフェイス部３１で受信された信号の外乱の有無が判断される（ステップＳ３１）。外乱が有ると判断された場合（ステップＳ３１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、外乱がある旨及び信号データ部３４で管理される外乱データＤ３が不図示の表示装置に表示される（ステップＳ３２）。
【００４５】
次に、外乱処理（ステップＳ４ｃ）では、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱除去処理であるか否かが判断される（ステップＳ３３）。ここで、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱除去処理ではないと判断された場合には、ステップＳ３３の判断結果が「ＮＯ」になり、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４６】
これに対し、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱除去処理であると判断された場合には、ステップＳ３３の判断結果が「ＹＥＳ」になり、外乱除去部３５ｃで除去すべき外乱（例えば、ノイズを除去するのか、信号歪みを除去するのか）が選択される（ステップＳ３４）。そして、上位インターフェイス部３１で受信された信号から外乱を除去する処理が行われる（ステップＳ３５）。外乱の除去が終了すると、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４７】
他方、ステップＳ３１で外乱が無いと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、外乱処理（ステップＳ４ｃ）において、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱付加処理であるか否かが判断される（ステップＳ３６）。ここで、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱付加処理ではないと判断された場合には、ステップＳ３６の判断結果が「ＮＯ」になり、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４８】
これに対し、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱付加処理であると判断された場合には、ステップＳ３６の判断結果が「ＹＥＳ」になり、外乱付加部３５ｄで付加すべき外乱（例えば、ノイズを付加するのか、信号歪みを付加するのか）が選択される（ステップＳ３７）。そして、上位インターフェイス部３１で受信された信号に対して外乱を付加する処理が行われる（ステップＳ３８）。外乱の付加が終了すると、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４９】
以上説明した処理によりデータ生成部３５でデータが生成されると、生成されたデータはデータ生成部３５から下位インターフェイス部３２に出力されてシミュレーション装置２０に送信される。制御装置１０から送信されたデータ（指令値）がシミュレーション装置２０で受信されると、そのデータに基づいた動作の模擬がシミュレーション装置２０で行われる。すると、シミュレーション装置２０からは、例えばシミュレーション装置２０の現在の状態等を示すデータが出力される。シミュレーション装置２０から出力されたデータは、インターフェイス装置３０に入力されて図３〜図７を用いて説明した処理と同様の処理が行われた後に、インターフェイス装置３０から制御装置１０に送信される。
【００５０】
以上説明した通り、本実施形態では、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間に設けられたインターフェイス装置３０によって、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間で授受される信号に対し、外乱の付加、外乱の除去、及び信号レベル調整を自在に行うことができる。このため、ノイズや接続ケーブルの種類の違いによる信号歪み等の外乱の影響の検証が可能である。また、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間にインターフェイス装置３０を設けるだけで外乱の影響の検証を行うことができるため、低コストで高い信頼性を有するシミュレーションシステム１を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態によるインターフェイス装置及びシミュレーションシステムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、１台の制御装置１０と１台のシミュレーション装置２０とがインターフェイス装置３０に接続された形態について説明した。しかしながら、本発明は、制御装置及びシミュレーション装置がインターフェイス装置３０に複数台接続される場合にも同様に外乱の影響の検証を行うことができる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間にインターフェイス装置３０が接続される態様について説明した。しかしながら、インターフェイス装置３０は、これらの間に接続される態様ではなく、制御装置１０とシミュレーション装置２０との何れか一方に設けられていても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１ シミュレーションシステム
１０ 制御装置
２０ シミュレーション装置
３０ インターフェイス装置
３１ 上位インターフェイス部
３２ 下位インターフェイス部
３３ａ，３３ｂ 信号分析部
３４ 信号データ部
３５ データ生成部
３５ａ データ変換部
３５ｂ 信号レベル調整部
３５ｃ 外乱除去部
３５ｄ 外乱付加部
３６ 生成データ選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターフェイス装置及び当該装置を備えるシミュレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、シミュレーションシステムは、制御対象を制御する制御装置と、制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置とを備えており、制御装置の制御の下でシミュレーション装置により被制御装置の動作が模擬される。具体的には、制御装置からシミュレーション装置に対して各種の指令信号が出力されるとともに、シミュレーション装置から制御装置に対して装置の状態等を示す各種信号が出力され、制御装置はシミュレーション装置から得られる各種信号を参照しつつシミュレーション装置の制御を行う。
【０００３】
以下の特許文献１には、半導体試験装置の試験を行う自動試験装置（ＡＴＥ）のシミュレートを行うシミュレーションシステムが開示されている。このシミュレーションシステムは、実デバイスに対する測定を行って得られた測定結果を用いて生成した試験結果データをファイルに保存し、この保存された試験結果データを用いて試験装置をシミュレートすることによって、半導体試験装置の試験に用いるテストプログラムの動作を検証している。また、以下の特許文献２には、評価装置と制御装置との間で遣り取りされる入出力信号線の経路や信号特性を個別に切替設定可能な信号中継部を備えるシミュレーション装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１６８７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１６５５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シミュレーションシステムをなす制御装置又はシミュレーション装置は、実際に配置される環境とは異なる環境の下で開発されることが多い。このため、例えばシミュレーション装置を用いて開発された制御装置を実際の被制御装置に接続して被制御装置の制御を行おうとしても、制御対象たる被制御装置が必ずしもシミュレーション装置のように正常に動作するとは限らない。
【０００６】
例えば、制御装置及び被制御装置の何れもがノイズを発生する機器の近くに設置される場合には、制御装置から被制御装置に出力される指令信号及び被制御装置から制御信号に出力される各種信号がノイズの影響を受けてしまう。また、制御装置とシミュレーション装置との接続に用いられていたケーブルとは種類や長さが異なるケーブルを用いて制御装置と被制御装置とを接続しなければならない場合には、ケーブルの相違によって信号の歪みが生じてしまう。このようなノイズや信号歪み等の外乱の影響があると、制御装置による被制御装置の制御が正常に行われず、意図した動作とは異なる動作（異常動作）が被制御装置で行われることが考えられる。
【０００７】
このような異常動作が生じた場合には、その原因を発見することが困難であるため多くの時間及び労力が必要になり、開発に要する時間及びコストの上昇を招いてしまうという問題がある。また、これらの異常動作は、頻繁に発生することは希であり、また不定期に発生するものである。このため、被制御装置の稼働が開始された直後には問題がなくとも、稼働後に暫くしてから原因不明の異常動作が突然現れることになり信頼性の面からも問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ノイズや信号歪み等の外乱の影響の検証が可能なインターフェイス装置、及び当該装置を備えることによって低コストで高い信頼性を得ることができるシミュレーションシステム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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のインターフェイス装置は、制御対象を制御する制御装置（１０）と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置（２０）との間で送受信される信号の中継を行うインターフェイス装置（３０）であって、前記制御装置との間で信号の送受信を行う第１インターフェイス部（３１）と、前記シミュレーション装置との間で信号の送受信を行う第２インターフェイス部（３２）と、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を分析する信号分析部（３３ａ、３３ｂ）と、前記信号分析部の分析結果に基づいて、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の特性を示す特性情報を管理する信号管理部（３４）と、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対して前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理を行い、前記第２，第１インターフェイス部に出力すべきデータをそれぞれ生成するデータ生成部（３５）とを備えることを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記信号分析部が、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の外乱の影響及び信号レベルを分析し、前記信号管理部が、前記信号分析部で分析された外乱の影響及び信号レベルを、前記特性情報として管理することを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部が、前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理として、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対し、前記外乱の影響を付加する外乱付加処理、前記外乱の影響を除去する外乱除去処理、及び信号レベルの調整を行う信号レベル調整処理の少なくとも１つの処理を行うことを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部が、前記外乱付加処理を行う外乱付加部（３５ｄ）と、前記外乱除去処理を行う外乱除去部（３５ｃ）と、前記信号レベル調整処理を行う信号レベル調整部（３５ｂ）とを備えることを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部が、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を、前記シミュレーション装置及び前記制御装置に適したデータに変換して、前記第２，第１インターフェイス部にそれぞれ出力するデータ変換部（３５ａ）を備えることを特徴としている。
また、本発明のインターフェイス装置は、前記データ生成部で行われる処理を選択する選択部（３６）を備えることを特徴としている。
本発明のシミュレーションシステムは、制御対象を制御する制御装置（１０）と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置（２０）とを備えるシミュレーションシステム（１）において、前記制御装置と前記シミュレーション装置との間に接続される上記の何れかに記載のインターフェイス装置を備えることを特徴としている。
本発明のシミュレーションシステムは、制御対象を制御する制御装置（１０）と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置（２０）とを備えるシミュレーションシステムにおいて、上記の何れかに記載のインターフェイス装置を、前記制御装置及び前記シミュレーション装置の何れか一方に設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インターフェイス装置によって、制御装置とシミュレーション装置との間で授受される信号に対し、外乱の付加、外乱の除去、及び信号レベル調整を自在に行うことができるため、ノイズや接続ケーブルの種類の違いによる信号歪み等の外乱の影響の検証が可能であるという効果がある。また、制御装置とシミュレーション装置との間、又は制御装置とシミュレーション装置との何れか一方にインターフェイス装置を設けるだけで外乱の影響の検証を行うことができるため、低コストで高い信頼性を有するシミュレーションシステムを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】インターフェイス装置３０の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムが備えるインターフェイス装置３０の動作の概要を示すフローチャートである。
【図４】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる具体的な処理を示すフローチャートである。
【図５】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるデータ変換に関する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるレベル調整に関する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる外乱に関する処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるインターフェイス装置及びシミュレーションシステムについて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムの全体構成を模式的に示す図である。図１に示す通り、本実施形態のシミュレーションシステム１は、制御装置１０、シミュレーション装置２０、及びインターフェイス装置３０を備えており、制御装置１０がインターフェイス装置３０を介してシミュレーション装置２０を制御することによって、制御装置１０の制御対象である被制御装置の動作をシミュレーション装置２０で模擬する。
【００１３】
制御装置１０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータによって実現され、制御対象を制御するためのデータ（指令値）を所定の制御周期（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に出力する。また、シミュレーション装置２０から出力されてインターフェイス装置３０を介したデータを上記の制御周期毎に取得する。即ち、制御装置１０は、例えば１０ｍｓｅｃのサイクルでデータの入出力を行う。
【００１４】
シミュレーション装置２０は、制御装置１０から出力されたデータであって、インターフェイス装置３０を介して所定の周期（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に入力されるデータに基づいた動作を実行することによって、制御装置１０が制御する制御対象としての被制御装置の動作を模擬する。また、シミュレーション装置２０は、現在の状態等を示すデータを上記の周期毎に出力する。尚、シミュレーション装置２０も、制御装置１０と同様に、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータによって実現される。
【００１５】
インターフェイス装置３０は、制御装置１０とシミュレーション装置２０とに接続されて、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間で送受信されるデータの中継を行う。このインターフェイス装置３０は、制御装置１０及びシミュレーション装置２０の各々をカスタマイズすることなく、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間でのデータの授受を可能にするとともに、ノイズや信号歪み等の外乱の影響の検証を可能とするためにシミュレーションシステム１に設けられている。
【００１６】
インターフェイス装置３０は、制御装置１０から送信されたデータをシミュレーション装置２０に適したデータに変換してミュレーション装置２０に送信するとともに、シミュレーション装置２０から送信されたデータを制御装置１０に適したデータに変換して制御装置１０に送信する。また、制御装置１０及びシミュレーション装置２０の各々から送信されたデータ（信号）の特性をそれぞれ分析し、それら信号の特性を示すデータ（信号データ（特性情報））を管理する。
【００１７】
更に、インターフェイス装置３０は、制御装置１０及びシミュレーション装置２０の各々から送信された信号に対し、管理している信号データに応じた所定の処理を行って、シミュレーション装置２０及び制御装置１０の各々に出力すべきデータを生成する。ここで、インターフェイス装置３０で行われる上記の所定の処理としては、例えば外乱の影響を付加する外乱付加処理、外乱の影響を除去する外乱除去処理、又は信号レベルの調整を行う信号レベル調整処理がある。インターフェイス装置３０は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータ、或いは電子基板（インターフェイスカード）等によって実現される。
【００１８】
図２は、インターフェイス装置３０の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、インターフェイス装置３０は、上位インターフェイス部３１（第１インターフェイス部）、下位インターフェイス部３２（第２インターフェイス部）、信号分析部３３ａ，３３ｂ、信号データ部３４（信号管理部）、データ生成部３５、及び生成データ選択部３６（選択部）を備えており、これらによって上述したデータの変換、信号の特性の分析、データの生成等を行う。
【００１９】
上位インターフェイス部３１は、複数の送受信部３１ａ〜３１ｎを備えており、これら送受信部３１ａ〜３１ｎのうちの１つが制御装置１０と接続されて制御装置１０との間でデータの送受信を行う。尚、上位インターフェイス部３１が複数の送受信部３１ａ〜３１ｎを備えている必要は必ずしもなく、少なくとも１つの送受信部を備えていればよい。上位インターフェイス部３１の送受信部の数は、拡張性やコスト等を考慮して決定される。
【００２０】
下位インターフェイス部３２は、複数の送受信部３２ａ〜３２ｎを備えており、これら送受信部３２ａ〜３２ｎのうちの１つがシミュレーション装置２０と接続されてシミュレーション装置２０との間でデータの送受信を行う。尚、この下位インターフェイス部３２も、上位インターフェイス部３１と同様に、複数の送受信部３２ａ〜３２ｎを備えている必要は必ずしもなく、その数は拡張性やコスト等を考慮して決定される。
【００２１】
信号分析部３３ａは、信号データ部３４で管理される信号データ（特性情報）に基づいて、上位インターフェイス部３１に設けられた送受信部３１ａ〜３１ｎの各々で受信される信号の特性を分析する。具体的には、データ変換のために必要な変換分析、信号レベル調整のために必要なレベル分析、及び外乱の影響を付加又は排除するために必要な外乱分析を行う。
【００２２】
信号分析部３３ｂは、信号データ部３４で管理される信号データ（特性情報）に基づいて、下位インターフェイス部３２に設けられた送受信部３２ａ〜３２ｎの各々で受信される信号の特性を分析する。具体的には、上記の信号分析部３３ａと同様に、データ変換のために必要な変換分析、信号レベル調整のために必要なレベル分析、及び外乱の影響を付加又は排除するために必要な外乱分析を行う。尚、信号分析部３３ａ，３３ｂで行われる分析の詳細については後述する。
【００２３】
信号データ部３４は、信号分析部３３ａ，３３ｂの分析結果に基づいて、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間で送受信されるデータについて発生し得るノイズや信号歪み等の外乱や信号レベルの変動を信号データとして管理する。また、上位インターフェイス部３１及び下位インターフェイス部３２で受信された信号に対し、除去又は付加すべき外乱の成分や信号レベルを決定する。更に、信号データ部３４は、シミュレーションシステム１が設置されている実際の環境下で測定された信号波形を外部データとして入力する機能も有する。
【００２４】
データ生成部３５は、上位インターフェイス部３１及び下位インターフェイス部３２で受信される信号の各々に対して、信号データ部３４で管理される信号データに応じた所定の信号処理を行い、下位インターフェイス部３２及び上位インターフェイス部３１に出力すべきデータをそれぞれ生成する。このデータ生成部３５は、データ変換部３５ａ、信号レベル調整部３５ｂ、外乱除去部３５ｃ、及び外乱付加部３５ｄを備える。
【００２５】
データ変換部３５ａは、上位インターフェイス部３１で受信されたデータを、シミュレーション装置２０に適したデータに変換して下位インターフェイス部３２に出力する。例えば、上位インターフェイス部３１で受信されたデータのフォーマットをシミュレーション装置２０に適した形式に変換し、或いはプロトコル変換を行って下位インターフェイス部３２に出力する。
【００２６】
また、データ変換部３５ａは、下位インターフェイス部３２で受信されたデータを、制御装置１０に適したデータに変換して上位インターフェイス部３１に出力する。例えば、下位インターフェイス部３２で受信されたデータのフォーマットを制御装置１０に適した形式に変換し、或いはプロトコル変換を行って上位インターフェイス部３１に出力する。データ変換部３５ａにおけるデータの変換方法は、接続される制御装置１０及びシミュレーション装置２０から出力されるデータの種類や形式に応じて適宜決定される。
【００２７】
信号レベル調整部３５ｂは、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、上位インターフェイス部３１で受信された信号及び下位インターフェイス部３２で受信された信号の各々の信号レベルを調整する信号レベル調整処理を行う。これにより、データ生成部３５から下位インターフェイス部３２又は上位インターフェイス部３１に対して、信号レベルが調整された信号がそれぞれ出力される。
【００２８】
外乱除去部３５ｃは、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、上位インターフェイス部３１で受信された信号及び下位インターフェイス部３２で受信された信号から外乱の影響を除去する外乱除去処理を行う。これにより、データ生成部３５から下位インターフェイス部３２又は上位インターフェイス部３１に対して、外乱の影響が除去された信号がそれぞれ出力される。
【００２９】
外乱付加部３５ｄは、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、上位インターフェイス部３１で受信された信号及び下位インターフェイス部３２で受信された信号に対して外乱の影響を付加する外乱付加処理を行う。これにより、データ生成部３５から下位インターフェイス部３２又は上位インターフェイス部３１に対して、外乱の影響が付加された信号がそれぞれ出力される。
【００３０】
生成データ選択部３６は、データ生成部３５で生成されるデータの種類の選択を行う。具体的には、データ生成部３５に設けられた信号レベル調整部３５ｂ、外乱除去部３５ｃ、及び外乱付加部３５ｄの少なくとも１つを選択することによってデータ生成部３５で行われる処理を選択することにより、データ生成部３５で生成されるデータの種類の選択を行う。
【００３１】
尚、データ生成部３５から上位インターフェイス部３１へ出力されるデータの種類、及びデータ生成部３５から下位インターフェイス部３２へ出力されるデータの種類は、同じものを選択することも、異なるものを選択することも可能である。この生成データ選択部３６は、例えばユーザが操作可能な部分に設けられ、ユーザの指示に基づいて上記の選択を行う。
【００３２】
次に、上記構成におけるシミュレーションシステムの動作について説明する。図３は、本発明の一実施形態によるシミュレーションシステムが備えるインターフェイス装置３０の動作の概要を示すフローチャートである。尚、インターフェイス装置３０で行われる動作は、制御装置１０からシミュレーション装置２０にデータが送信される場合とシミュレーション装置２０から制御装置１０にデータが送信される場合とで同じであるため、以下では制御装置１０からシミュレーション装置２０にデータが送信される場合にインターフェイス装置３０で行われる動作を例に挙げて説明する。
【００３３】
インターフェイス装置３０の電源が投入されると図３に示すフローチャートが開始され、まず受信データの有無が判断される（ステップＳ１）。制御装置１０からシミュレーション装置２０に向けて制御対象を制御するためのデータ（指令値）の送信が開始されない場合には、ステップＳ１の判断は「ＮＯ」になってステップＳ１の処理が繰り返される。これに対し、制御装置１０からシミュレーション装置２０に向けたデータの送信が開始されると、ステップＳ１の判断は「ＹＥＳ」になり、上位インターフェイス部３１で受信処理が行われる（ステップＳ２）。
【００３４】
上位インターフェイス部３１での受信処理が完了すると、信号データ部３４で管理される信号データに基づいて、受信した信号の特性が信号分析部３３ａで分析され（ステップＳ３）、次いで下位インターフェイス部３２へ出力すべきデータがデータ生成部３５で作成される（ステップＳ４）。図４は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる具体的な処理を示すフローチャートである。
【００３５】
図４に示す通り、ステップＳ３では、データ変換のために必要な変換分析（ステップＳ３ａ）、信号レベル調整のために必要なレベル分析（ステップＳ３ｂ）、及び外乱の影響を付加又は排除するために必要な外乱分析（ステップＳ３ｃ）が信号分析部３３ａで並列して行われる。また、ステップＳ４では、データ変換部３５ａによるステップＳ３ａの変換分析結果に応じたデータ変換処理（ステップＳ４ａ）、信号レベル調整部３５ｂによるステップＳ３ｂのレベル分析結果に応じた信号レベル調整処理（ステップＳ４ｂ）、及び外乱除去部３５ｃ又は外乱付加部３５ｃによるステップＳ３ｃの外乱分析結果に応じた外乱処理（ステップＳ４ｃ）が並列して行われる。
【００３６】
このように、図３中のステップＳ３，Ｓ４で並列して行われる処理は、データ変換に関する処理（ステップＳ３ａ，Ｓ４ａ）、レベル調整に関する処理（ステップＳ３ｂ，Ｓ４ｂ）、及び外乱に関する処理（ステップＳ３ｃ，Ｓ４ｃ）に大別される。以下、これら各処理の詳細について順に説明する。
【００３７】
［データ変換に関する処理］
図５は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるデータ変換に関する処理の詳細を示すフローチャートである。まず、信号分析部３３ａで行われる変換分析（ステップＳ３ａ）では、インターフェイス装置３０で管理されるノード情報Ｎを用いてデータの送信元を特定する処理が行われ（ステップＳ１１）、次いで送信先を特定する処理が行われる（ステップＳ１２）。ここでは、制御装置１０からシミュレーション装置２０にデータが送信される場合を考えているため、データの送信元として制御装置１０が特定され、データの送信先としてシミュレーション装置２０が特定される。
【００３８】
次に、データ変換部３５ａで行われるデータ変換処理（ステップＳ４ａ）では、データの変換が必要であるか否かが判断される（ステップＳ１３）。ここで、例えば制御装置１０及びシミュレーション装置２０で取り扱うデータのフォーマット及びプロトコルが同じであってデータ変換が不要である場合にはステップＳ１３の判断結果は「ＮＯ」になり、図５に示す一連の処理は終了する。
【００３９】
これに対し、例えば制御装置１０及びシミュレーション装置２０で取り扱うデータのフォーマット及びプロトコルの少なくとも一方が異なっているためデータ変換が必要である場合にはステップＳ１３の判断結果は「ＹＥＳ」になり、プロトコルデータＤ１等を用いたデータ変換がデータ変換部３５ａで行われる（ステップＳ１４）。データの変換処理が終了すると、図５に示す一連の処理は終了する。
【００４０】
［レベル調整に関する処理］
図６は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われるレベル調整に関する処理の詳細を示すフローチャートである。まず、信号分析部３３ａで行われるレベル分析（ステップＳ３ｂ）では、上位インターフェイス部３１で受信された信号レベルが正常であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。この信号レベルが正常であるか否かの判断は、例えば信号レベルが予め設定された範囲内であるか否かにより行う。
【００４１】
信号レベルが正常と判断された場合（ステップＳ２１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、正常である旨、分析された信号レベル、及び信号データ部３４で管理される信号データＤ２が不図示の表示装置に表示される（ステップＳ２２）。これに対し、信号レベルが正常ではないと判断された場合（ステップＳ２１の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、正常ではない旨、分析された信号レベル、及び信号データ部３４で管理される信号データＤ２が不図示の表示装置に表示される（ステップＳ２２）。
【００４２】
次に、信号レベル調整部３５ｂで行われる信号レベル調整処理（ステップＳ４ｂ）では、まずユーザの指示に従って調整すべき信号レベルの設定が信号レベル調整部３５ｂにて行われる（ステップＳ２３）。次いで、データ生成部３５で行われるべき処理が信号レベル調整処理であるか否かが判断される（ステップＳ２４）。これは、生成データ選択部３６によって信号レベル調整部３５ｂが選択されているか否かを判断することにより行う。ここで、データ生成部３５で行われるべき処理が信号レベル調整処理ではないと判断された場合には、ステップＳ２４の判断結果が「ＮＯ」になり、図６に示す一連の処理は終了する。
【００４３】
これに対し、データ生成部３５で行われるべき処理が信号レベル調整処理であると判断された場合には、ステップＳ２４の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ユーザによって設定された信号レベルが選択され（ステップＳ２５）、その後に上位インターフェイス部３１で受信された信号の信号レベルが調整される（ステップＳ２６）。信号レベルの調整が終了すると、図６に示す一連の処理は終了する。
【００４４】
［外乱に関する処理］
図７は、図３中のステップＳ３，Ｓ４で行われる外乱に関する処理の詳細を示すフローチャートである。まず、信号分析部３３ａで行われる外乱分析（ステップＳ３ｃ）では、上位インターフェイス部３１で受信された信号の外乱の有無が判断される（ステップＳ３１）。外乱が有ると判断された場合（ステップＳ３１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、外乱がある旨及び信号データ部３４で管理される外乱データＤ３が不図示の表示装置に表示される（ステップＳ３２）。
【００４５】
次に、外乱処理（ステップＳ４ｃ）では、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱除去処理であるか否かが判断される（ステップＳ３３）。ここで、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱除去処理ではないと判断された場合には、ステップＳ３３の判断結果が「ＮＯ」になり、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４６】
これに対し、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱除去処理であると判断された場合には、ステップＳ３３の判断結果が「ＹＥＳ」になり、外乱除去部３５ｃで除去すべき外乱（例えば、ノイズを除去するのか、信号歪みを除去するのか）が選択される（ステップＳ３４）。そして、上位インターフェイス部３１で受信された信号から外乱を除去する処理が行われる（ステップＳ３５）。外乱の除去が終了すると、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４７】
他方、ステップＳ３１で外乱が無いと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、外乱処理（ステップＳ４ｃ）において、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱付加処理であるか否かが判断される（ステップＳ３６）。ここで、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱付加処理ではないと判断された場合には、ステップＳ３６の判断結果が「ＮＯ」になり、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４８】
これに対し、データ生成部３５で行われるべき処理が外乱付加処理であると判断された場合には、ステップＳ３６の判断結果が「ＹＥＳ」になり、外乱付加部３５ｄで付加すべき外乱（例えば、ノイズを付加するのか、信号歪みを付加するのか）が選択される（ステップＳ３７）。そして、上位インターフェイス部３１で受信された信号に対して外乱を付加する処理が行われる（ステップＳ３８）。外乱の付加が終了すると、図７に示す一連の処理は終了する。
【００４９】
以上説明した処理によりデータ生成部３５でデータが生成されると、生成されたデータはデータ生成部３５から下位インターフェイス部３２に出力されてシミュレーション装置２０に送信される。制御装置１０から送信されたデータ（指令値）がシミュレーション装置２０で受信されると、そのデータに基づいた動作の模擬がシミュレーション装置２０で行われる。すると、シミュレーション装置２０からは、例えばシミュレーション装置２０の現在の状態等を示すデータが出力される。シミュレーション装置２０から出力されたデータは、インターフェイス装置３０に入力されて図３〜図７を用いて説明した処理と同様の処理が行われた後に、インターフェイス装置３０から制御装置１０に送信される。
【００５０】
以上説明した通り、本実施形態では、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間に設けられたインターフェイス装置３０によって、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間で授受される信号に対し、外乱の付加、外乱の除去、及び信号レベル調整を自在に行うことができる。このため、ノイズや接続ケーブルの種類の違いによる信号歪み等の外乱の影響の検証が可能である。また、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間にインターフェイス装置３０を設けるだけで外乱の影響の検証を行うことができるため、低コストで高い信頼性を有するシミュレーションシステム１を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態によるインターフェイス装置及びシミュレーションシステムについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、１台の制御装置１０と１台のシミュレーション装置２０とがインターフェイス装置３０に接続された形態について説明した。しかしながら、本発明は、制御装置及びシミュレーション装置がインターフェイス装置３０に複数台接続される場合にも同様に外乱の影響の検証を行うことができる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、制御装置１０とシミュレーション装置２０との間にインターフェイス装置３０が接続される態様について説明した。しかしながら、インターフェイス装置３０は、これらの間に接続される態様ではなく、制御装置１０とシミュレーション装置２０との何れか一方に設けられていても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１ シミュレーションシステム
１０ 制御装置
２０ シミュレーション装置
３０ インターフェイス装置
３１ 上位インターフェイス部
３２ 下位インターフェイス部
３３ａ，３３ｂ 信号分析部
３４ 信号データ部
３５ データ生成部
３５ａ データ変換部
３５ｂ 信号レベル調整部
３５ｃ 外乱除去部
３５ｄ 外乱付加部
３６ 生成データ選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象を制御する制御装置と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置との間で送受信される信号の中継を行うインターフェイス装置であって、
前記制御装置との間で信号の送受信を行う第１インターフェイス部と、
前記シミュレーション装置との間で信号の送受信を行う第２インターフェイス部と、
前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を分析する信号分析部と、
前記信号分析部の分析結果に基づいて、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の特性を示す特性情報を管理する信号管理部と、
前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対して前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理を行い、前記第２，第１インターフェイス部に出力すべきデータをそれぞれ生成するデータ生成部と
を備えることを特徴とするインターフェイス装置。
【請求項２】
前記信号分析部は、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の外乱の影響及び信号レベルを分析し、
前記信号管理部は、前記信号分析部で分析された外乱の影響及び信号レベルを、前記特性情報として管理する
ことを特徴とする請求項１記載のインターフェイス装置。
【請求項３】
前記データ生成部は、前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理として、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対し、前記外乱の影響を付加する外乱付加処理、前記外乱の影響を除去する外乱除去処理、及び信号レベルの調整を行う信号レベル調整処理の少なくとも１つの処理を行うことを特徴とする請求項２記載のインターフェイス装置。
【請求項４】
前記データ生成部は、前記外乱付加処理を行う外乱付加部と、
前記外乱除去処理を行う外乱除去部と、
前記信号レベル調整処理を行う信号レベル調整部と
を備えることを特徴とする請求項３記載のインターフェイス装置。
【請求項５】
前記データ生成部は、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を、前記シミュレーション装置及び前記制御装置に適したデータに変換して、前記第２，第１インターフェイス部にそれぞれ出力するデータ変換部を備えることを特徴とする請求項４記載のインターフェイス装置。
【請求項６】
前記データ生成部で行われる処理を選択する選択部を備えることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか一項に記載のインターフェイス装置。
【請求項７】
制御対象を制御する制御装置と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置とを備えるシミュレーションシステムにおいて、
前記制御装置と前記シミュレーション装置との間に接続される請求項１から請求項６の何れか一項に記載のインターフェイス装置を備えることを特徴とするシミュレーションシステム。
【請求項８】
制御対象を制御する制御装置と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置とを備えるシミュレーションシステムにおいて、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載のインターフェイス装置を、前記制御装置及び前記シミュレーション装置の何れか一方に設けたことを特徴とするシミュレーションシステム。
【請求項１】
制御対象を制御する制御装置と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置との間で送受信される信号の中継を行うインターフェイス装置であって、
前記制御装置との間で信号の送受信を行う第１インターフェイス部と、
前記シミュレーション装置との間で信号の送受信を行う第２インターフェイス部と、
前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を分析する信号分析部と、
前記信号分析部の分析結果に基づいて、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の特性を示す特性情報を管理する信号管理部と、
前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対して前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理を行い、前記第２，第１インターフェイス部に出力すべきデータをそれぞれ生成するデータ生成部と
を備えることを特徴とするインターフェイス装置。
【請求項２】
前記信号分析部は、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の外乱の影響及び信号レベルを分析し、
前記信号管理部は、前記信号分析部で分析された外乱の影響及び信号レベルを、前記特性情報として管理する
ことを特徴とする請求項１記載のインターフェイス装置。
【請求項３】
前記データ生成部は、前記信号管理部で管理される特性情報に応じた所定の信号処理として、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々に対し、前記外乱の影響を付加する外乱付加処理、前記外乱の影響を除去する外乱除去処理、及び信号レベルの調整を行う信号レベル調整処理の少なくとも１つの処理を行うことを特徴とする請求項２記載のインターフェイス装置。
【請求項４】
前記データ生成部は、前記外乱付加処理を行う外乱付加部と、
前記外乱除去処理を行う外乱除去部と、
前記信号レベル調整処理を行う信号レベル調整部と
を備えることを特徴とする請求項３記載のインターフェイス装置。
【請求項５】
前記データ生成部は、前記第１，第２インターフェイス部で受信される信号の各々を、前記シミュレーション装置及び前記制御装置に適したデータに変換して、前記第２，第１インターフェイス部にそれぞれ出力するデータ変換部を備えることを特徴とする請求項４記載のインターフェイス装置。
【請求項６】
前記データ生成部で行われる処理を選択する選択部を備えることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか一項に記載のインターフェイス装置。
【請求項７】
制御対象を制御する制御装置と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置とを備えるシミュレーションシステムにおいて、
前記制御装置と前記シミュレーション装置との間に接続される請求項１から請求項６の何れか一項に記載のインターフェイス装置を備えることを特徴とするシミュレーションシステム。
【請求項８】
制御対象を制御する制御装置と、当該制御装置の制御対象である被制御装置を模擬するシミュレーション装置とを備えるシミュレーションシステムにおいて、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載のインターフェイス装置を、前記制御装置及び前記シミュレーション装置の何れか一方に設けたことを特徴とするシミュレーションシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１４１８１２（Ｐ２０１１−１４１８１２Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３７（Ｐ２０１０−２９３７）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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