JP5200198B1 - 動作確認支援装置および動作確認支援方法 - Google Patents

Abstract

基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援装置（１００）であって、基板に測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得部（１０７）と、波形取得部（１０７）が取得した観測波形と、電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出部（１０８）と、複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、類似度算出部（１０８）が算出した類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する電子回路上のノードの位置を特定する位置特定部（１１１）と、位置特定部（１１１）が特定した電子回路上のノードの位置を測定者に通知する通知部（１１０）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路設計に基づいて試作したプリント基板回路が、設計仕様通りに動作することの測定者による確認作業を支援する動作確認支援装置および動作確認支援方法に関する。

特許文献１には、あらかじめ格納された設計仕様と、電圧または電流を測定すべきプリント基板（以下、「ＰＣＢ」という）の箇所とをビジュアル的に提示するシステムが開示されている。

特開平８−１９０４２１号公報

しかしながら、特許文献１では設計対象として主にロジック回路のようなデジタルアプリケーション回路を想定している。このため、ＰＣＢの評価時に、ＪＴＡＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｔｅｓｔ Ａｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ）のような規格化された汎用の試験用端子を利用することが容易である。よって、試験用冶具の準備コストについては試作段階においてもあまり問題にならない。

しかし、必ずしもＰＣＢに試験用端子が備えられているとは限らない。このため、特許文献１に記載のシステムを利用しても、測定作業時間の削減は困難である。また、測定箇所の誤りに気付かずに電圧等の測定を行うことによる、測定作業の後戻りが発生する。

そこで、本発明は、目視による測定箇所の確認を必要とすることなく、回路ノードのプロービングの開始時点で、測定中の回路ノードに関する情報を測定者にフィードバックして、測定すべき回路ノードか否かを気付かせる動作確認支援装置および動作確認支援方法を提供する。

本発明の一態様に係る動作確認支援装置は、基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援装置であって、前記基板に前記測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得部と、前記波形取得部が取得した前記観測波形と、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる前記電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出部と、前記複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する前記電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、前記類似度算出部が算出した類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する前記電子回路上のノードの位置を特定する位置特定部と、前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置を前記測定者に通知する通知部とを備える。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明によれば、測定者が目視による測定箇所の確認を必要とすることなく、回路ノードのプロービングの開始時点で、測定中の回路ノードに関する情報を測定者にフィードバックして、測定すべき回路ノードか否かを測定者に気付かせることができる。

図１は、特許文献１に開示されている動作確認支援方法の概要を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１における動作確認支援装置の機能的な構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態１における動作確認支援装置の利用シーンを示す図である。 図４は、本発明の実施の形態１における回路データベースに格納されている回路図の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１における回路データベースに格納されている回路図のネットリスト表現の一例を示す図である。 図６Ａは、本発明の実施の形態１におけるシミュレーションデータベースに格納されている時間波形の一例を示す図である。 図６Ｂは、本発明の実施の形態１におけるシミュレーションデータベースに格納されている時間波形の一例を示す図である。 図６Ｃは、本発明の実施の形態１におけるシミュレーションデータベースに格納されている時間波形の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１における波形取得部が取得する時間波形の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態１における動作確認支援装置が実行する処理のフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態１におけるシミュレーション信号波形のプロファイルの一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態１におけるシミュレーション信号波形のアライメント方式の一例を説明する図である。 図１１は、本発明の実施の形態１における観測波形のプロファイルの一例を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態１における類似度算出部が用いる動的計画法のアルゴリズムを示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態２におけるプローブの構造を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態２における波形取得部の処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態２における３軸加速度角速度センサの出力の評価値と波形取得部が取得する時間波形との関係を示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態３における動作確認支援装置の機能的な構成を示すブロック図である。 図１７は、本発明の実施の形態３における動作確認支援装置の利用シーンを示す図である。 図１８は、本発明の実施の形態３における動作確認支援装置の利用シーンを示す図である。 図１９は、本発明の実施の形態３における寄生成分追加部が生成する寄生成分の一例を示す図である。 図２０は、本発明の実施の形態３における寄生成分追加部が回路データベースへ追加する寄生成分の一例を示す図である。 図２１は、本発明の実施の形態３における動作確認支援装置が実行する処理のフローチャートである。 図２２は、本発明の実施の形態３におけるシミュレーション信号波形のプロファイルの一例を示す図である。 図２３は、本発明の実施の形態３における観測信号のプロファイルの一例を示す図である。 図２４は、本発明の実施の形態３における類似度算出部が用いる動的計画法のアルゴリズムを示すである。 図２５は、本発明の実施の形態３におけるシミュレーション信号波形のオフセット時間を求める方法を示す図である。

（本発明の基礎となった知見）
ＥＤＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）ツールの進化に伴い、現在では電子回路やプリント基板（Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）レイアウトを電子的に設計するのが一般的である。

設計仕様に従って、実際の電子回路が動作することを確認するためには、様々な工程が必要である。具体的には、（ｉ）設計仕様に基づいて、電子部品が実装されたＰＣＢを試作する、（ｉｉ）電子部品が実装されたＰＣＢに通電する、（ｉｉｉ）ＰＣＢの銅箔がインダクタンスとキャパシタンスの成分となる寄生成分を考慮しながら、各電子部品のピンの電圧を測定して、設計仕様に対応するピンの電圧と比較する、といった工程が必要である。

ところで、ＰＣＢの初期の試作段階では、試作、評価、設計改良のプロセスを何度も繰り返すため、自動測定ツールの導入に時間と費用を投入する余裕は無い。そこで、ＰＣＢを評価するための、部品の各ピンの電圧の測定および比較作業は開発者などが測定者として手作業によって行うのが一般的である。このような作業の負担を軽減するため、開発者に対して、設計仕様と測定すべきＰＣＢの箇所とを順次提示するアプローチが試みられている。例えば、特許文献１には、あらかじめ格納された設計仕様と測定すべきＰＣＢの箇所とをビジュアル的に提示するシステムが開示されている。

図１に、特許文献１に開示されているシステムが備える試験用端末の表示画面の一例を示す。試験用端末の表示画面には、試験仕様書画像Ｍ１、回路図Ｍ２、実装図Ｍ３および試験結果画像Ｍ４が表示される。測定者は、試験仕様書画像Ｍ１に示される測定手順に従って、回路図Ｍ２に示される回路の信号の測定を行う。このとき、信号を測定すべき箇所がＰＣＢの実装図Ｍ３に強調表示される。測定者は、実装図Ｍ３で強調表示された箇所に対応するＰＣＢ上の箇所に試験用冶具を接続することにより、信号の測定を行う。

しかしながら、特許文献１では設計対象として主にロジック回路のようなデジタルアプリケーション回路を想定している。このため、ＰＣＢの評価時に、ＪＴＡＧのような規格化された汎用の試験用端子を利用することが容易である。よって、試験用冶具の準備コストについては試作段階においてもあまり問題にならない。

しかし、ＡＣ／ＤＣコンバータのようなアナログ回路の割合が多いパワーエレクトロニクスアプリケーション回路においては、規格化された汎用の試験用端子が存在しない。このため、測定者は、初期の試作段階では、実装図Ｍ３に示される測定箇所を目視で確認し、オシロスコープのプローブを、上記測定箇所に相当するＰＣＢ上の測定箇所に当てて（以後「プロービング」と呼ぶ）、手作業で信号の測定を繰り返す必要がある。

ＰＣＢの銅箔のレイアウトは一般に複雑な形状であり、部品の実装密度が高い場合は部品の存在を明示するシルク印刷も少ない。このため、測定箇所同定のための認知的負荷は多大である。したがって、初期の試作段階では、特許文献１に記載のシステムを利用しても、測定作業時間の削減は困難である。また、測定箇所の誤りに気付かずに電圧等の測定を行うことによる、測定作業の後戻りが発生する。

そこで、本発明は、目視による測定箇所の確認を必要とすることなく、回路ノードのプロービングの開始時点で、測定中の回路ノードに関する情報を測定者にフィードバックして、測定すべき回路ノードか否かを気付かせる動作確認支援装置を提供する。

本発明の一態様に係る動作確認支援装置は、基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援装置であって、前記基板に前記測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得部と、前記波形取得部が取得した前記観測波形と、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる前記電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出部と、前記複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する前記電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、前記類似度算出部が算出した類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する前記電子回路上のノードの位置を特定する位置特定部と、前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置を前記測定者に通知する通知部とを備える。

この構成によると、測定者がプローブを接触させることにより測定された観測波形に最も類似するシミュレーション信号波形が特定され、そのシミュレーション信号波形に対応する電子回路上のノードの位置が特定される。このため、測定者が目視による測定箇所の確認を必要とすることなく、回路ノードのプロービングの開始時点で、測定中の回路ノードに関する情報を測定者にフィードバックして、測定すべき回路ノードか否かを測定者に気付かせることができる。

また、上述の動作確認支援装置は、さらに、前記基板を構成する銅箔の形状情報に基づいて、前記基板の寄生成分を算出し、前記電子回路を示すネットリストに、算出した寄生成分を示す情報を追加する寄生成分追加部と、前記寄生成分追加部により前記情報が追加された前記ネットリストに基づいて、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより前記複数のシミュレーション信号波形を算出するシミュレーション部とを備え、前記類似度算出部は、前記波形取得部が取得した前記観測波形と、前記シミュレーション部が算出した前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出しても良い。

この構成によると、測定者は、寄生成分を考慮したノードのプロービングの開始時点で、測定すべきノードか否かに瞬時に気付くことができる。寄生成分を考慮することにより、精度良くノードの位置を特定することができる。

例えば、前記寄生成分追加部は、前記形状情報に基づいて、前記銅箔のインダクタンス寄生成分およびキャパシタンス寄生成分を算出し、前記ネットリストに、算出した前記銅箔のインダクタンス寄生成分およびキャパシタンス寄生成分を示す情報を、寄生成分を示す前記情報として追加し、前記シミュレーション部は、前記寄生成分追加部により情報が追加された前記ネットリストの節点方程式を数値解析することにより、前記複数のノードにおける電圧または電流の過渡特性を計算することにより前記複数のシミュレーション信号波形を算出しても良い。

また、前記形状情報は、前記銅箔の厚さ、長さおよび幅と、前記基板の厚さおよび誘電率とを示す情報を含んでいても良い。

このような情報を用いることにより、複雑な形状の銅箔を表現することができる。

また、上述の動作確認支援装置は、さらに、前記測定者に対して、電圧または電流の測定対象である前記電子回路上のノードの位置と、当該ノードの位置に対応する前記プローブを接触させる前記基板上の位置とを指示する指示部を備え、前記波形取得部は、前記指示部による指示に従い、前記測定者が前記基板に前記プローブを接触させることにより測定された前記観測波形を取得し、前記通知部は、さらに、（ｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しい場合には、前記測定者による前記プローブの接触が正しいことを表示部に表示し、（ｉｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しくない場合には、前記電子回路上の前記複数のノードの各々に対応する前記基板上の位置を示す基板位置情報に基づいて、前記測定者がプローブを接触させた前記基板上の位置と、前記指示部が指示した前記ノードに対応する前記基板上の位置とを表示部に表示しても良い。

この構成によると、測定箇所を誤った場合は現在測定中のノードと測定すべきノードの位置関係が提示される。このため、速やかに測定すべきノードへのプロービングを開始することが可能になり、結果的に測定作業時間を短縮することが可能になる。また、誤った測定が混入しないため、測定作業の後戻りを抑制することが可能になる。

また、前記類似度算出部は、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々とを動的計画法を用いて周波数領域で比較することにより、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出しても良い。

具体的には、前記類似度算出部は、前記波形取得部が取得した前記観測波形の周波数スペクトルの包絡線と前記複数のシミュレーション信号波形の各々の周波数スペクトルの包絡線とを動的計画法を用いて比較することにより、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出しても良い。

また、前記類似度算出部は、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々とを動的計画法を用いて時間領域で比較することにより、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出しても良い。

寄生成分が波形に混入すると、波形が乱れ易くなり、波形に高周波成分が含まれ易くなる場合がある。このため、このような場合には、周波数領域で両波形を比較するよりも、時間領域で両波形を比較する方が安定して比較することができる。

また、前記プローブは、加速度および角速度を測定する加速度角速度センサを有し、前記波形取得部は、前記加速度角速度センサにより計測された加速度が第１閾値以下であり、かつ前記加速度角速度センサにより計測された角速度が第２閾値以下である場合の、前記観測波形を取得しても良い。

この構成によれば、ノードへのプローブの接触状態が安定した後の観測時間波形を波形取得部が取得し、類似度算出部において類似度計算を開始することが可能になる。このため、類似度を高精度で計算することができ、測定箇所を正確に求めることができる。

また、前記波形取得部は、前記加速度角速度センサにより計測された加速度が前記第１閾値以下の状態が第１時間続いた後に、前記加速度角速度センサにより計測された加速度が前記第１閾値以下であり、かつ前記加速度角速度センサにより計測された角速度が第２閾値以下である状態が第２時間続いた後の、前記観測波形を取得しても良い。

本発明の他の一態様に係る動作確認支援装置は、基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援装置であって、前記測定者に対して、電圧または電流の測定対象である前記電子回路上のノードの位置と、当該ノードの位置に対応する前記プローブを接触させる前記基板上の位置とを指示する指示部と、前記指示部による指示に従い、前記基板に前記測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得部と、前記波形取得部が取得した前記観測波形と、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる前記電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出部と、前記複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する前記電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、前記類似度算出部が算出した類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する前記電子回路上のノードの位置を特定する位置特定部と、（ｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しい場合には、前記測定者による前記プローブの接触が正しいことを表示部に表示し、（ｉｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しくない場合には、前記電子回路上の前記複数のノードの各々に対応する前記基板上の位置を示す基板位置情報に基づいて、前記測定者がプローブを接触させた前記基板上の位置と、前記指示部が指示した前記ノードに対応する前記基板上の位置とを表示部に表示する通知部とを備える。

この構成によると、測定者がプローブを接触させることにより測定された観測波形に最も類似するシミュレーション信号波形が特定され、そのシミュレーション信号波形に対応する電子回路上のノードの位置が特定される。このため、測定者が目視による測定箇所の確認を必要とすることなく、回路ノードのプロービングの開始時点で、測定中の回路ノードに関する情報を測定者にフィードバックして、測定すべき回路ノードか否かを測定者に気付かせることができる。特に、測定箇所を誤った場合は現在測定中のノードと測定すべきノードの位置関係が提示される。このため、速やかに測定すべきノードへのプロービングを開始することが可能になり、結果的に測定作業時間を短縮することが可能になる。また、誤った測定が混入しないため、測定作業の後戻りを抑制することが可能になる。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、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。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る動作確認支援装置の機能的な構成を示すブロック図である。動作確認支援装置１００は、回路データベース１０１と、シミュレーション部１０２と、シミュレーションデータベース１０３と、ＰＣＢデータベース１０４と、指示部１０５と、デジタルオシロスコープ１０６と、波形取得部１０７と、類似度算出部１０８と、表示部１０９と、通知部１１０と、位置特定部１１１とを備える。

＜利用シーン＞
図３に、本実施の形態の動作確認支援装置１００の利用シーンを示す。表示部１０９は、ＰＣＢ３０６上に実装されている回路の回路図３０４と、ＰＣＢレイアウト３０５とを表示する。表示部１０９は、回路図３０４上に特定の電子部品の位置と、ＰＣＢレイアウト３０５上に回路図３０４上の上記特定の電子部品に対応する位置とを表示する。例えば、図３に示すように、矢印で測定箇所３０８を示しても良いし、他と色を区別して測定箇所３０７を示して良いし、測定箇所を点滅させても良い。表示部１０９は、少なくとも、ＰＣＢの動作を確認する測定者３０１が、ＰＣＢレイアウト３０５に表示されている複数の電子部品のうち１つを特定することができるような表示を行なう。

測定者３０１は、表示部１０９に表示されている回路図３０４とＰＣＢレイアウト３０５を参照して、実際にＰＣＢ３０６上の電子部品のノード電圧等を測定する。具体的には、測定者３０１は、図２のデジタルオシロスコープ１０６に接続されたプローブ３０９を、ＰＣＢ３０６上の電子部品のノードに当てることにより、電圧または電流を測定する。以下では、測定者３０１は、電圧を測定するものとして説明する。ただし、電流を測定する場合についても同様の処理を行うことにより、動作確認支援装置１００は、測定者３０１によるＰＣＢ３０６の動作確認の支援を行うことができる。

表示部１０９は、測定者３０１が電圧を測定すべき箇所を、回路図３０４に測定箇所３０７として表示し、ＰＣＢレイアウト３０５に測定箇所３０８として表示する。測定者３０１は、回路図３０４上の測定箇所３０７と、ＰＣＢレイアウト３０５上の測定箇所３０８とを参照して、測定箇所３０８に相当するＰＣＢ３０６上の測定箇所にプローブ３０９の先端を接触させる。

例えば、通知部１１０は、ＰＣＢレイアウト３０５上の測定箇所３０８と、測定者３０１がプローブ３０９の先端を接触させたＰＣＢ３０６の測定箇所とが一致していれば、「正しいノードを測定しています。」という音声メッセージを測定者３０１に対して出力する。測定者３０１がプロービングしている測定箇所が誤っている場合は、通知部１１０は、表示部１０９に、現在プロービング中のノード（測定箇所）と測定すべきノード（測定箇所）との位置関係を表示しても良い。例えば、図４に示すように、通知部１１０は、表示部１０９に、現在プロービング中のノード４０２と測定すべきノード４０３とを矢印で表示することにより、両者の位置関係を示しても良い。

＜構成＞
以下、動作確認支援装置１００の各構成要素を説明する。

回路データベース１０１は、電圧測定の対象とする電子回路の回路情報を格納する。本開示において、「回路情報」とは、電子回路を構成する複数の電子部品の情報である。回路情報は、複数の電子部品情報から構成される。

回路情報は、例えば、回路上の電子部品の種類を示す情報、またはネットリストを含む。ネットリストは、電子回路における電子部品の端子間の接続情報を含む。例えば、ＥＤＡツールなどで設計して作成した回路情報を回路データベース１０１に格納する。具体的には、回路情報は、ＳＰＩＣＥのネットリスト形式で表現される。例えば、図４に示す回路図３０４は、図５に示すネットリスト５０１で表現される。図５に示すネットリスト５０１は、電子部品の種類の情報と、電子部品を特定する情報と、電子部品の端子間の接続情報とを含む。図５に示すネットリストでは、行毎に、１つの電子部品に関する情報が記載されている。

シミュレーション部１０２は、電子回路の動きをシミュレーションすることにより、電子回路を構成する各ノードの信号波形を算出する。例えば、過渡解析により、電子回路を構成する各ノードの信号波形を算出する。過渡解析とは、電圧または電流などの時間変化を観測する方法を言う。

例えば、シミュレーション部１０２は、公知技術であるＳＰＩＣＥシミュレータを使用して実現される。具体的には、非特許文献（Ｎａｇｅｌ，Ｌ．Ｗ， ａｎｄ Ｐｅｄｅｒｓｏｎ，Ｄ．Ｏ．，ＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ），Ｍｅｍｏｒａｎｄｕｍ Ｎｏ．ＥＲＬ−Ｍ３８２，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，Ｂｅｒｋｅｌｅｙ，Ａｐｒ．１９７３）に開示されているＳＰＩＣＥシミュレータを用いる。

シミュレーションデータベース１０３は、シミュレーション部１０２により、各ノードの信号波形をシミュレーションしたシミュレーション信号波形の情報を格納する。例えば、シミュレーションデータベース１０３は、各ノードの過渡解析の結果を格納する。なお、シミュレーションデータベース１０３は、シミュレーション信号波形の情報を、各ノードの情報と対応付けて格納する。各ノードの情報とは、例えば、電子部品の種類、またはネットリスト等の少なくとも電子回路におけるノードの位置を示す情報（ノード情報）である。

例えば、図４に示すノード４０２、ノード４０３、およびノード４０４のシミュレーション信号波形の一例を、図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃにそれぞれ示す。ノードｋ（ｋ＝１，…，ｎ）に対して得られた時間波形（シミュレーション信号波形）を抽象化してｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）と記述する。ここで、ｔは離散時間である。

デジタルオシロスコープ１０６は、ＰＣＢのノードにプローブが接続された状態での信号波形を観測する。例えば、測定者３０１が、電子部品を実装した電子回路にプローブを当てる。この状態において、デジタルオシロスコープ１０６は、信号波形を観測する。具体的には、測定者３０１が、特定のＰＣＢのノードに、プローブを接続する。

波形取得部１０７は、デジタルオシロスコープ１０６で観測された信号波形を取得する。

具体的には、波形取得部１０７は、測定されたＰＣＢ上のノードの観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）を取得する。ここで、ｔは一定時間間隔ΔＴでサンプリングされた値であるので、離散時間である。図７に、波形取得部１０７によって観測された時間波形である観測波形７０１の一例を示す。

ＰＣＢデータベース１０４は、基板位置情報を格納している。基板位置情報は、電子回路上の複数のノードの各々に対応するＰＣＢ上の位置を示す情報である。

指示部１０５は、電圧または電流の測定対象である電子回路上のノードの位置と、当該ノードの位置に対応する、プローブを接触させるＰＣＢ３０６上の位置とを、測定者３０１に対して指示する。つまり、指示部１０５は、図３に示すように、表示部１０９に、ＰＣＢ３０６上に実装されている回路の回路図３０４と、ＰＣＢレイアウト３０５とを表示する。また、指示部１０５は、互いに対応するノードの位置として、回路図３０４上に測定箇所３０７と、ＰＣＢレイアウト３０５上に測定箇所３０８とを、それぞれ示す。

表示部１０９は、液晶ディスプレイなどにより構成される。

類似度算出部１０８は、各ｋ（ｋ＝１，…，ｎ）について、シミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）と観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）の類似度を計算する。類似度の計算方法については後述する。

位置特定部１１１は、類似度算出部１０８が計算した類似度に基づいて、観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）と最も類似するシミュレーション信号波形を選択する。つまり、位置特定部１１１は、類似度が最大となるシミュレーション信号波形を選択する。また、位置特定部１１１は、シミュレーションデータベース１０３に格納されているノード情報を参照して、選択したシミュレーション信号波形に対応する電子回路上のノードの位置を特定する。

例えば、位置特定部１１１は、類似度ｄ＿ｋ（ｋ＝１〜ｎ）のうち、最大の類似度に対応するノードの位置を特定する。例えば、図７に示した観測波形７０１と、図６Ａ〜図６Ｃにそれぞれ示したシミュレーション信号波形との間で算出された類似度のうち、図６Ａに示したシミュレーション信号波形との間で算出された類似度が最大となる。このため、位置特定部１１１は、図６Ａのシミュレーション信号波形に対応するノード４０２の位置を示す情報を出力する。

通知部１１０は、位置特定部１１１が特定したノードの位置と、指示部１０５が指示した電子回路上のノードの位置とが等しい場合には、測定者３０１によるプローブの接触が正しいことを表示部１０９に表示する。また、通知部１１０は、位置特定部１１１が特定した電子回路上のノードの位置と、指示部１０５が指示した電子回路上のノードの位置とが等しくない場合には、ＰＣＢデータベース１０４に格納されている基板位置情報に基づいて、測定者３０１がプローブを接触させたＰＣＢ上の位置と、指示部１０５が指示したノードに対応するＰＣＢ上の位置とを表示部１０９に表示する。

なお、通知部１１０は、これらの情報を表示部１０９に表示する代わりに、音声で測定者３０１に通知しても良い。例えば、通知部１１０は、位置特定部１１１が特定したノードｘについて、「現在測定中のノードはｘです。」のような音声メッセージを、通知部１１０に接続された音声合成装置（図示せず）に出力させても良い。上記の例では、通知部１１０は、「現在測定中のノードは４０２です。」のような音声メッセージを音声合成装置に出力させる。

＜処理の流れ＞
次に、動作確認支援装置１００が実行する処理の流れについて説明する。

図８は、動作確認支援装置１００が実行する処理のフローチャートである。

シミュレーション部１０２は、電子回路を構成する各ノードの信号波形をシミュレーションし、シミュレーション信号波形の情報をシミュレーションデータベース１０３に書き込む（Ｓ１）。

シミュレーション部１０２は、すべてのシミュレーション信号波形について、最大最小値、基本周期、周波数特性包絡から構成されるプロファイルを作成する（Ｓ２）。一例として、ノード４０２のシミュレーション信号波形について作成したプロファイルを図９に示す。最大最小値はシミュレーション信号波形を時間軸上でスキャンして、振幅の最大値と最小値をピックアップした値である。基本周期は、シミュレーション信号波形を、離散フーリエ変換を用いて周波数領域の信号に変換した、その信号のパワースペクトルの包絡（周波数特性包絡）において、複数のピークの周波数のうち、最も小さい周波数の逆数である。

パワースペクトルの包絡Ｆ＿ｓ＿ｋ（ｆ）は、パワースペクトルを再度フーリエ変換して、その低次の係数だけを逆フーリエ変換することで得られる。図９の例では、太線で示すパワースペクトルの包絡より、ピーク９０１の周波数の逆数を基本周期とする。

なお、前述のようにシミュレーション信号波形の離散時間の間隔は均等ではない。このため、シミュレーション部１０２は、離散フーリエ変換に際して、シミュレーション信号波形を計測波形と同じ等時間間隔へアライメントしてから使用する。図１０にアライメントの一例を示す。図１０の（ａ）に示されるシミュレーション信号波形ｆ_ｓ（ｔ）を観測波形のサンプリング周期ΔＴで直接リサンプリングすることは不可能に近い。このため、シミュレーション部１０２は、式１を用いてサンプリング値を推定する。

なお、シミュレーション部１０２は、ｔ＝ｋΔＴについて、ｍａｘｔ_ｓ１≦ｔ≦ｍｉｎｔ_ｓ２なるｔ_ｓ１とｔ_ｓ２を取得して、式１の値を計算する。

アライメントされたシミュレーション信号波形の一例を図１０の（ｂ）に示す。

次に、動作確認支援装置１００は、以下の処理のＳ３〜Ｓ１１の処理を、電子回路上の全てのノード（測定箇所）について繰り返し行う。

指示部１０５は、図３に示すように、表示部１０９に、ＰＣＢ３０６上に実装されている回路の回路図３０４と、ＰＣＢレイアウト３０５とを表示する。また、指示部１０５は、互いに対応するノードの位置として、回路図３０４上に、測定箇所３０７と、ＰＣＢレイアウト３０５上に測定箇所３０８とをそれぞれ示す（Ｓ３）。測定箇所の位置は予め定められているものとする。

波形取得部１０７は、表示部１０９に表示されたＰＣＢレイアウト上の測定箇所３０８の情報に従い測定者３０１がプロービングを行うことにより、デジタルオシロスコープ１０６が観測した波形を取得する（Ｓ４）。

また、波形取得部１０７は、Ｓ２と同様の処理を行うことで、観測波形について、シミュレーション信号波形と同様のプロファイルを作成する（Ｓ５）。一例として、観測波形７０１について作成されたプロファイルを図１１に示す。観測波形７０１のパワースペクトルの包絡をＦ＿ｒ（ｆ）とする。

類似度算出部１０８は、すべてのシミュレーション信号波形のプロファイルの中から、観測波形のプロファイルに近いプロファイルを抽出する（Ｓ６）。例えば、類似度算出部１０８は、双方の振幅の最大値の差が第１閾値以下であり、双方の振幅の最小値の差が第２閾値以下であり、かつ双方の基本周期の差が第３閾値以下であるシミュレーション信号波形のプロファイルを抽出する。

類似度算出部１０８は、Ｓ６で抽出された各シミュレーション信号波形のプロファイルについて、シミュレーション信号波形と観測波形との類似度を算出する（Ｓ７）。類似度算出部１０８は、シミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）と観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）との類似度として、シミュレーション信号波形のスペクトルの包絡Ｆ＿ｓ＿ｋ（ｆ）と観測波形のスペクトルの包絡Ｆ＿ｒ（ｆ）との類似度を、動的計画法（別名としてダイナミック・タイム・ワーピング法）を利用して算出する。

公知の動的計画法のアルゴリズムを図１２に示す。このアルゴリズムによって、観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）とノードｋのシミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）との類似度として、シミュレーション信号波形のスペクトルの包絡Ｆ＿ｓ＿ｋ（ｆ）と観測波形のスペクトルの包絡Ｆ＿ｒ（ｆ）との類似度ｄ＿ｋ（Ｆ＿ｒ（ｆ），Ｆ＿ｓ＿ｋ（ｆ））が得られる。

位置特定部１１１は、類似度ｄ＿ｋが最大となるノードｋの位置を特定する（Ｓ８）。

通知部１１０は、位置特定部１１１が特定したノードｋの位置が、Ｓ３において指示部１０５が指示した、回路図３０４上の測定箇所３０７の位置と等しいか否かを判断する（Ｓ９）。

通知部１１０は、両者が等しい場合には（Ｓ９でＹＥＳ）、測定者３０１によるプローブの接触が正しいことを表示部１０９に表示する（Ｓ１０）。

また、通知部１１０は、両者が等しくない場合には（Ｓ９でＮＯ）、ＰＣＢデータベース１０４に格納されている基板位置情報に基づいて、測定者３０１がプローブを接触させたＰＣＢ上の位置と、指示部１０５が指示したノードに対応するＰＣＢ上の位置とを表示部１０９に表示する（Ｓ１１）。これにより、通知部１１０は、正確なプローブの接触位置を通知部１１０に表示する。測定者３０１は、再度プロービングを行い、Ｓ４以降の処理が繰り返される。

本実施の形態によれば、測定者は、回路ノードのプロービングの開始時点で、測定すべき回路ノードか否かに瞬時に気付くことができる。このため、測定者が測定箇所を誤った場合であっても瞬時に測定箇所を修正することができ、結果的に測定作業時間を短縮することができる。また、誤った測定が混入しないため、測定作業の後戻りを抑制することが可能になる。

なお、通知部１１０は、プローブの接触位置、つまり位置特定部１１１が特定したノードの位置が、正しい位置か否かの判断を行うこととして説明を行ったが、単に、通知部１１０は、位置特定部１１１が特定したノードの位置を表示部１０９に表示したり、音声を出力することにより、測定者３０１に通知するものであってもよい。

また、指示部１０５は、図３に示すように、表示部１０９に、回路図３０４とＰＣＢレイアウト３０５とを表示するものとしたが、いずれか一方のみを表示するものであってもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２では、安定状態にある観測波形を用いて処理を行う点が実施の形態１と異なる。以下の説明では、実施の形態１と共通の構成については説明を省略する。

本発明の実施の形態２に係る動作確認支援装置は、図２に示した動作確認支援装置１００と同様の構成を有する。ただし、デジタルオシロスコープ１０６に接続されたプローブの構成と、波形取得部１０７が実行する処理が異なる。

波形取得部１０７は、デジタルオシロスコープ１０６を用いて測定されたＰＣＢ上のノードの観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）を取得する。ここで、ｔは離散時間である。なお、図１３に示すように、デジタルオシロスコープ１０６に接続されるプローブ１３０１は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて製造された小型の３軸加速度角速度センサ１３０２を内蔵する。なお、３軸加速度角速度センサ１３０２はプローブ１３０１に内蔵されていなくても、プローブ１３０１の外部に装着されていても良い。

図１４は、図８に示した観測波形取得処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。

波形取得部１０７は、３軸加速度角速度センサ１３０２の出力を一定時間間隔でサンプリングしながら、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向のそれぞれの加速度ａｘ、ａｙおよびａｚを計測する（Ｓ２１）。

波形取得部１０７は、後述する加速度評価値が閾値Ａ以下の状態が、時間Ｔａ以上が経過したか否かを判断する（Ｓ２２）。ここで、加速度評価値は、例えば、｜ａｘ｜＋｜ａｙ｜＋｜ａｚ｜とする。閾値Ａおよび時間Ｔａは、予め定められている。

図１５（ａ）に示すように上記状態が時間Ｔａ以上経過した場合には、Ｓ２３に移行し、時間Ｔａ以内に加速度評価値が閾値Ａを超えた場合はＳ２１へ戻る。

Ｓ２３において、波形取得部１０７は、３軸加速度角速度センサ１３０２の出力を一定時間間隔でサンプリングしながら、加速度ａｘ、ａｙおよびａｚと角速度ωｘ、ωｙおよびωｚを計測する。角速度ωｘ、ωｙおよびωｚは、それぞれ、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の角速度である。

波形取得部１０７は、加速度評価値が閾値Ａ以下で、かつ、後述する角速度評価値が閾値Ｂ以下の状態が、時間Ｔω以上経過したか否かを判断する（Ｓ２４）。ここで、角速度評価値は、｜ωｘ｜＋｜ωｙ｜＋｜ωｚ｜とする。閾値Ｂおよび時間Ｔωは、予め定められている。

図１５（ｂ）に示すように上記状態が時間Ｔω以上経過した場合には、波形取得部１０７は、図１５（ｃ）に示すようにその時点からデジタルオシロスコープ１０６が観測した波形を取得する（Ｓ２５）。

ただし、加速度評価値が閾値Ａを超えた場合はＳ２１へ戻る。また、加速度評価値が閾値Ａ以下でも、時間Ｔω以内に角速度評価値が閾値Ｂを超えた場合はＳ２３へ戻る。

かかる構成によれば、ノードへのプローブの接触状態が安定した後の観測時間波形を波形取得部１０７が取得し、類似度算出部１０８において自動的に類似度計算を開始することが可能になる。このため、類似度を高精度で計算することができ、測定箇所を正確に求めることができる。また、測定者がプローブを当てた後に、類似度計算の開始を指示する必要が無くなるため、測定作業をより速やかに完了することが可能になる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、電子回路の寄生成分を考慮して、電位または電流の測定箇所を求める点が、実施の形態１と異なる。以下の説明では、実施の形態１と共通の構成については説明を省略する。

図１６は、本発明の実施の形態３に係る動作確認支援装置の機能的な構成を示すブロック図である。動作確認支援装置１００Ａは、回路データベース１０１と、シミュレーション部１０２と、シミュレーションデータベース１０３と、ＰＣＢデータベース１０４Ａと、指示部１０５と、デジタルオシロスコープ１０６と、波形取得部１０７と、類似度算出部１０８Ａと、表示部１０９と、通知部１１０と、位置特定部１１１と、寄生成分追加部１２１とを備える。

＜利用シーン＞
図１７に、本実施の形態の動作確認支援装置１００Ａの利用シーンを示す。表示部１０９は、ＰＣＢ３０６上に実装されている回路の回路図３０４と、ＰＣＢレイアウト３０５とを表示する。表示部１０９は、回路図３０４上に特定の電子部品の位置と、ＰＣＢレイアウト３０５上に回路図３０４上の上記特定の電子部品に対応する位置とを表示する。例えば、図１７に示すように、矢印で測定箇所３０８を示しても良いし、他と色を変更して測定箇所３０７を示しても良いし、測定箇所を点滅させても良い。表示部１０９は、少なくとも、測定者３０１が、ＰＣＢレイアウト３０５に表示されている複数の電子部品のうち１つを特定することができるような表示を行なう。

測定者３０１は、表示部１０９に表示されている回路図３０４とＰＣＢレイアウト３０５を参照して、実際にＰＣＢ３０６上の電子部品のノード電圧等を測定する。具体的には、測定者３０１は、図１６のデジタルオシロスコープ１０６に接続されたプローブ３０９を、ＰＣＢ３０６上の電子部品のノードに当てることにより、電圧等を測定する。

表示部１０９は、測定者３０１が電圧を測定すべき箇所を回路図３０４に測定箇所３０７として、ＰＣＢレイアウト３０５に測定箇所３０８として表示する。測定者３０１は、回路図３０４上の測定箇所３０７と、ＰＣＢレイアウト３０５上の測定箇所３０８とを参照して、測定箇所３０８に相当するＰＣＢ３０６上の測定箇所にプローブ３０９の先端を接触させる。

通知部１１０は、ＰＣＢレイアウト３０５上の測定箇所３０８と、測定者３０１がプローブ３０９の先端を接触させたＰＣＢ３０６の測定箇所とが一致していれば、「正しいノードを測定しています。」という音声メッセージを測定者３０１に対して出力する。測定者３０１がプロービングしている測定箇所が誤っている場合は、通知部１１０は、表示部１０９に、現在プロービング中のノード（測定箇所）と測定すべきノード（測定箇所）との位置関係を表示しても良い。例えば、図１８に示すように、通知部１１０は、表示部１０９に、現在プロービング中のノード４０６と測定すべきノード４０７とを矢印で表示することにより、両者の位置関係を示しても良い。

＜構成＞
以下、動作確認支援装置１００Ａの構成要素のうち、実施の形態１に係る動作確認支援装置１００の構成要素と異なるものについて説明する。

ＰＣＢデータベース１０４Ａは、実施の形態１に係るＰＣＢデータベース１０４が格納していた基板位置情報に加えて、形状情報を格納している。形状情報は、ＰＣＢを構成する銅箔の形状を示す情報である。形状情報は、例えば、銅箔ごとに（始点座標、終点座標、幅、厚さ）の組情報を含む。組情報を複数用いることにより、複雑な形状の銅箔を表現することができる。形状情報には、少なくともＰＣＢの寄生成分を計算するために必要な情報が含まれている。

寄生成分追加部１２１は、ＰＣＢデータベース１０４Ａに格納されている形状情報から銅箔の寄生成分を計算し、回路データベース１０１に格納されている回路情報を更新する。例えば、寄生成分追加部１２１は、銅箔の形状情報から寄生成分を生成し、生成した寄生成分を回路情報に追加する。

図１９（ａ）および図１９（ｂ）に、寄生成分追加部１２１の処理の一例を示す。図１９（ａ）に、比誘電率ε、厚さＤ［ｍｍ］のＰＣＢを挟む２つの銅箔を示す。各銅箔の厚さはｄ［ｍｍ］、幅はｗ［ｍｍ］、長さはｌ［ｍｍ］である。これらの情報は、形状情報として、ＰＣＢ毎に予め計算され、ＰＣＢデータベース１０４Ａに格納される。

この場合、寄生成分追加部１２１は、端子１および端子２の寄生成分を、公知の計算式（例えば、非特許文献：ＣＱ出版社トランジスタ技術誌１９９３年２月号などに記載）を利用して計算する。具体的には、寄生成分追加部１２１は、図１９（ｂ）に記載のように、端子１と端子２の寄生成分Ｌ（インダクタンス寄生成分）およびＣ（キャパシタンス寄生成分）を計算する。ここで、ε０は真空の誘電率である。

図２０に、寄生成分を回路情報に追加する処理の一例を示す。図２０（ａ）を参照して、寄生成分追加部１２１は、例えば、回路データベース１０１の中の回路８０１（ネットリスト８０２）のノードＣの寄生成分を生成する。具体的には、測定者３０１は、ノードＣの銅箔の形状情報をＰＣＢデータベース１０４Ａの中から検索し、その寄生成分を生成する。図２０（ｂ）に寄生成分８０３の一例を示す。

図２０（ｃ）を参照して、寄生成分追加部１２１は、回路８０１に寄生成分８０３を追加することにより、回路８０４を生成する。また、これに伴い、ネットリスト８０２に寄生成分８０３に相当する情報（例えば、テキスト）を挿入することで、ネットリスト８０５を生成する。なお、ネットリスト８０５の中で、Ｘ＿ＬＣ１〜Ｘ＿ＬＣ３が、寄生成分に相当するＬＣ回路を示す。

シミュレーション部１０２は、寄生成分追加部１２１により寄生成分が追加された回路情報に基づいて、電子回路を構成する各ノードの信号波形をシミュレーションする。シミュレーションの手法は、実施の形態１のシミュレーション部１０２と同じである。

類似度算出部１０８Ａは、各ｋ（ｋ＝１，…，ｎ）について、シミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）と観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）の類似度を計算する。類似度の計算方法については後述する。

通知部１１０は、実施の形態１と同様に、位置特定部１１１が特定したノードの位置と、指示部１０５が指示した電子回路上のノードの位置と、ＰＣＢデータベース１０４Ａに格納されている基板位置情報とに基づいた表示または音声出力を行う。

例えば、図１７に示すように、通知部１１０は、位置特定部１１１が特定したノードの位置と、指示部１０５が指示したノードの位置とが同じであれば、「正しいノードを測定しています。」という音声メッセージを測定者３０１に対して出力する。また、図１８に示すように、位置特定部１１１が特定したノードの位置である測定者３０１がプロービングしている部品の位置が誤っている場合は、通知部１１０は、表示部１０９に、現在プロービング中のノード４０６と測定すべきノード４０７とを矢印で表示することにより、両者の位置関係を示しても良い。

＜処理の流れ＞
次に、動作確認支援装置１００Ａが実行する処理の流れについて説明する。

図２１は、動作確認支援装置１００Ａが実行する処理のフローチャートである。以下では、図８に示した動作確認支援装置１００が実行する処理と異なる処理についてのみ説明し、動作確認支援装置１００が実行する処理と共通する処理については説明を繰り返さない。

寄生成分追加部１２１は、ＰＣＢデータベース１０４Ａに格納されている形状情報から銅箔の寄生成分を計算し、回路データベース１０１に格納されている回路情報を更新する（Ｓ３１）。寄生成分追加部１２１が実行する具体的な処理は、上述した通りである。このため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。

シミュレーション部１０２は、すべてのシミュレーション信号について、最大最小値、基本周期、基本周期波形から構成されるプロファイルを作成する（Ｓ３２）。一例として、ノード４０２のシミュレーション信号波形について作成したプロファイルを図２２に示す。最大最小値および基本周期は、図９に示したプロファイルと同様である。基本周期波形は、シミュレーション信号波形の中から基本周期の期間の信号波形を抽出したものである。

波形取得部１０７は、Ｓ３２と同様の処理を行うことで、観測波形について、シミュレーション信号波形と同様のプロファイルを作成する（Ｓ３３）。一例として、観測波形７０１について作成されたプロファイルを図２３に示す。

類似度算出部１０８Ａは、Ｓ６で抽出された各シミュレーション信号波形のプロファイルについて、シミュレーション信号波形と観測波形との類似度を算出する（Ｓ３４）。類似度算出部１０８Ａは、シミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）と観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）との類似度を、動的計画法（別名としてダイナミック・タイム・ワーピング法）を利用して算出する。

公知の動的計画法のアルゴリズムを図２４に示す。このアルゴリズムによって、観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）とノードｋのシミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）の類似度ｄ＿ｋ（ｆ＿ｒ（ｔ），ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ））が得られる。

ただし、前述のようにシミュレーション信号波形と観測波形の離散時間の間隔が異なるため、動的計画法を用いて類似度を計算する前に、類似度算出部１０８Ａは、シミュレーション信号波形を計測波形の等時間間隔へアライメントしておく。アライメントの方法は、図１０に示したものと同様である。

また、シミュレーション信号波形と観測波形の比較視点を揃えるため、類似度算出部１０８Ａは、シミュレーション信号波形と観測波形の時間相関を計算し、その値が最大となるオフセット時間ｔ_{ｓｔａｒｔ}をシミュレーション信号波形の始点として動的計画法を適用する。オフセット時間ｔ_{ｓｔａｒｔ}は、式２により計算される。

ここで、ｆ_ｓ（ｔ）は、シミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）を示し、ｆ_ｒ（ｔ）は、観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）を示す。また、ΔＴは、サンプリング周期を示す。

より具体的には、観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）とノードｋのシミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）の類似度はｄ＿ｋ（ｆ＿ｒ（ｔ−ｔ_{ｓｔａｒｔ}），ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ））によって計算される。

これにより、例えば、図２５（ａ）に示すシミュレーション信号波形と、図２５（ｂ）に示す観測波形とのオフセット時間ｔ_{ｓｔａｒｔ}として、図２５（ａ）に示す時間位置のオフセット時間ｔ_{ｓｔａｒｔ}が算出される。

本実施の形態によれば、測定者は、寄生成分を考慮したノードのプロービングの開始時点で、測定すべきノードか否かに瞬時に気付くことができる。また、測定箇所を誤った場合は現在測定中のノードと測定すべきノードの位置関係が提示される。このため、速やかに測定すべきノードへのプロービングを開始することが可能になり、結果的に測定作業時間を短縮することが可能になる。また、誤った測定が混入しないため、測定作業の後戻りを抑制することが可能になる。寄生成分を考慮することにより、精度良くノードの位置を特定することができる。

また、寄生成分が波形に混入すると、波形が乱れ易くなり、波形に高周波成分が含まれ易くなる場合がある。このため、このような場合には、周波数領域で両波形を比較するよりも、時間領域で両波形を比較する方が安定して比較することができる。

なお、類似度算出部１０８Ａは、シミュレーション信号波形ｆ＿ｓ＿ｋ（ｔ）と観測波形ｆ＿ｒ（ｔ）の類似度が所定の閾値以上の場合には、測定者３０１がプローブ３０９で接触している電子部品が正しいとの判断を行っても良い。類似度算出部１０８についても同様である。

また、寄生成分追加部１２１の寄生成分の計算方法として、銅箔の形状情報に対してＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ）法などの電磁界解析を行い、得られるＳパラメータについてＬＣ集中定数回路をフィッティングさせることにより、より精度良く寄生成分を生成することも可能である。

なお、図１に示した動作確認支援装置１００のうち、波形取得部１０７、類似度算出部１０８、位置特定部１１１および通知部１１０が必須の構成要素であり、それ以外の構成要素は、必ずしも動作確認支援装置１００に備えられていなくても良い。

また、実施の形態１に示した類似度算出部１０８の変わりに、実施の形態３に示した類似度算出部１０８Ａを用いても良いし、実施の形態３に示した類似度算出部１０８Ａの変わりに、実施の形態１に示した類似度算出部１０８を用いても良い。

なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の動作確認支援装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。

すなわち、このプログラムは、基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援方法を実行させるためのプログラムであり、動作確認支援方法は、前記基板に前記測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得ステップと、前記波形取得ステップで取得された前記観測波形と、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる前記電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出ステップと、前記複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する前記電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、前記類似度算出ステップで算出された類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する前記電子回路上のノードの位置を特定する位置特定ステップと、前記位置特定ステップで特定された前記電子回路上のノードの位置を前記測定者に通知する通知ステップとを含む。

以上、一つまたは複数の態様に係る動作確認支援装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、実施の形態２と実施の形態３とを組み合わせても良い。

本発明は、ＳＩＬＳ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎ ｔｈｅ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）などソフトウェアによるハードウェア設計を完了して、動作確認用に少量のハードウェア試作を行い、その動作確認をする作業等を支援する動作確認支援装置等に有用である。

１００、１００Ａ 動作確認支援装置
１０１ 回路データベース
１０２ シミュレーション部
１０３ シミュレーションデータベース
１０４、１０４Ａ ＰＣＢデータベース
１０５ 指示部
１０６ デジタルオシロスコープ
１０７ 波形取得部
１０８、１０８Ａ 類似度算出部
１０９ 表示部
１１０ 通知部
１１１ 位置特定部
１２１ 寄生成分追加部
３０１ 測定者
３０４ 回路図
３０５ ＰＣＢレイアウト
３０６ ＰＣＢ
３０７、３０８ 測定箇所
３０９、１３０１ プローブ
４０２〜４０４、４０６、４０７ ノード
５０１、８０２、８０５ ネットリスト
７０１ 観測波形
８０１、８０４ 回路
８０３ 寄生成分
９０１ ピーク
１３０２ ３軸加速度角速度センサ

Claims (13)

1. 基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援装置であって、
   前記基板に前記測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得部と、
   前記波形取得部が取得した前記観測波形と、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる前記電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出部と、
   前記複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する前記電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、前記類似度算出部が算出した類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する前記電子回路上のノードの位置を特定する位置特定部と、
   前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置を前記測定者に通知する通知部と
   を備える動作確認支援装置。
2. さらに、
   前記基板を構成する銅箔の形状情報に基づいて、前記基板の寄生成分を算出し、前記電子回路を示すネットリストに、算出した寄生成分を示す情報を追加する寄生成分追加部と、
   前記寄生成分追加部により前記情報が追加された前記ネットリストに基づいて、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより前記複数のシミュレーション信号波形を算出するシミュレーション部と
   を備え、
   前記類似度算出部は、
   前記波形取得部が取得した前記観測波形と、前記シミュレーション部が算出した前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する
   請求項１に記載の動作確認支援装置。
3. 前記寄生成分追加部は、前記形状情報に基づいて、前記銅箔のインダクタンス寄生成分およびキャパシタンス寄生成分を算出し、前記ネットリストに、算出した前記銅箔のインダクタンス寄生成分およびキャパシタンス寄生成分を示す情報を、寄生成分を示す前記情報として追加し、
   前記シミュレーション部は、前記寄生成分追加部により情報が追加された前記ネットリストの節点方程式を数値解析することにより、前記複数のノードにおける電圧または電流の過渡特性を計算することにより前記複数のシミュレーション信号波形を算出する
   請求項２に記載の動作確認支援装置。
4. 前記形状情報は、前記銅箔の厚さ、長さおよび幅と、前記基板の厚さおよび誘電率とを示す情報を含む
   請求項３に記載の動作確認支援装置。
5. さらに、
   前記測定者に対して、電圧または電流の測定対象である前記電子回路上のノードの位置と、当該ノードの位置に対応する前記プローブを接触させる前記基板上の位置とを指示する指示部を備え、
   前記波形取得部は、前記指示部による指示に従い、前記測定者が前記基板に前記プローブを接触させることにより測定された前記観測波形を取得し、
   前記通知部は、さらに、（ｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しい場合には、前記測定者による前記プローブの接触が正しいことを表示部に表示し、（ｉｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しくない場合には、前記電子回路上の前記複数のノードの各々に対応する前記基板上の位置を示す基板位置情報に基づいて、前記測定者がプローブを接触させた前記基板上の位置と、前記指示部が指示した前記ノードに対応する前記基板上の位置とを表示部に表示する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の動作確認支援装置。
6. 前記類似度算出部は、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々とを動的計画法を用いて周波数領域で比較することにより、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の動作確認支援装置。
7. 前記類似度算出部は、前記波形取得部が取得した前記観測波形の周波数スペクトルの包絡線と前記複数のシミュレーション信号波形の各々の周波数スペクトルの包絡線とを動的計画法を用いて比較することにより、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する
   請求項６に記載の動作確認支援装置。
8. 前記類似度算出部は、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々とを動的計画法を用いて時間領域で比較することにより、前記波形取得部が取得した前記観測波形と前記複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の動作確認支援装置。
9. 前記プローブは、加速度および角速度を測定する加速度角速度センサを有し、
   前記波形取得部は、前記加速度角速度センサにより計測された加速度が第１閾値以下であり、かつ前記加速度角速度センサにより計測された角速度が第２閾値以下である場合の、前記観測波形を取得する
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の動作確認支援装置。
10. 前記波形取得部は、前記加速度角速度センサにより計測された加速度が前記第１閾値以下の状態が第１時間続いた後に、前記加速度角速度センサにより計測された加速度が前記第１閾値以下であり、かつ前記加速度角速度センサにより計測された角速度が第２閾値以下である状態が第２時間続いた後の、前記観測波形を取得する
    請求項９に記載の動作確認支援装置。
11. 基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援装置であって、
    前記測定者に対して、電圧または電流の測定対象である前記電子回路上のノードの位置と、当該ノードの位置に対応する前記プローブを接触させる前記基板上の位置とを指示する指示部と、
    前記指示部による指示に従い、前記基板に前記測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得部と、
    前記波形取得部が取得した前記観測波形と、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる前記電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出部と、
    前記複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する前記電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、前記類似度算出部が算出した類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する前記電子回路上のノードの位置を特定する位置特定部と、
    （ｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しい場合には、前記測定者による前記プローブの接触が正しいことを表示部に表示し、（ｉｉ）前記位置特定部が特定した前記電子回路上のノードの位置と前記指示部が指示した前記電子回路上のノードの位置とが等しくない場合には、前記電子回路上の前記複数のノードの各々に対応する前記基板上の位置を示す基板位置情報に基づいて、前記測定者がプローブを接触させた前記基板上の位置と、前記指示部が指示した前記ノードに対応する前記基板上の位置とを表示部に表示する通知部と
    を備える動作確認支援装置。
12. コンピュータが、基板に実装された電子回路の測定者による動作確認を支援する動作確認支援方法であって、
    前記基板に前記測定者がプローブを接触させることにより測定された、電圧または電流の信号波形である観測波形を取得する波形取得ステップと、
    前記波形取得ステップで取得された前記観測波形と、前記電子回路の動きをシミュレートすることにより得られる前記電子回路上の複数のノードにおける電圧または電流の信号波形である複数のシミュレーション信号波形の各々との類似度を算出する類似度算出ステップと、
    前記複数のシミュレーション信号波形の各々に対応する前記電子回路上のノードの位置を示すノード情報に基づいて、前記類似度算出ステップで算出された類似度が最大となるシミュレーション信号波形に対応する前記電子回路上のノードの位置を特定する位置特定ステップと、
    前記位置特定ステップで特定された前記電子回路上のノードの位置を前記測定者に通知する通知ステップと
    を含む動作確認支援方法。
13. 請求項１２に記載の動作確認支援方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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