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Agilent の InfiniiVision シリーズ・ オシロスコープ用の MIL
Agilent の InfiniiVision シリーズ・ オシロスコープ用の MIL-STD 1553 トリガとハードウェア・デコード機能 （オプション 553） Data Sheet MIL-STD 1553 バスの物理層特性の迅速なデバッグ はじめに 差動 1 Mbs MIL-STD 1553 シリアル・ バスは、今日では、多くの軍用車両だ けでなく、航空機の電子機器や宇宙配 備システムなどのさまざまな航空宇宙 ／防衛システムに広く用いられていま す。 従来のオシロスコープを使用して MIL-STD 1553 信号の電気特性を捕捉 ／測定することは非常に面倒でした。 特定の伝送ワードでトリガ／同期する ようにオシロスコープを設定するに は、通常、外部同期信号を使用したり、 推測でトリガ・ホールドオフを設定す る必要がありました。さらに、捕捉／ 表示されている通信パケットのコンテ ンツを確認するには、低速でエラーが 生じやすい「ビット・カウント」方式 を使用する必要がありました。 特長 ハードウェア・デコード機能により、コマンド／ステータスやデータ・ワー ドのエラーをすばやく検出可能。 ● Agilent InfiniiVision シリーズ・オシロ スコープに MIL-STD 1553 シリアル・ バス・トリガ、ハードウェア・デコード、 アイ・ダイアグラム・マスク機能が搭 載され、MIL-STD 1553 シリアル・バ スの電気／物理層のデバッグと特性評 価が可能になりました。 コマンド／ステータス・ワード、データ・ワード、エラー条件でトリガが可能。 ● ハードウェア・ベースの MIL-STD 1553 マスク・テスト機能により、ネット ワークのアナログ品質の合否判定が可能。 ● セグメント・メモリの使用により、より多くの MIL-STD 1553 ワードのキャ プチャが可能。 ● MIL-STD 1553 電気仕様のパラメトリック測定が自動的に行え、統計レポー トの作成も可能。 ● バッテリ・オプションにより、フィールドで物理層測定が可能。 ● MIL-STD 1553プロトコルのデコードと物理層波形との時間相関 Agilent InfiniiVision シリーズ・オシロスコープにオプショ ン 553（購入後のアップグレードの場合は、N5469A）を搭 載すれば、MIL-STD 1553 プロトコルのデコード ･ データ と物理層信号を時間相関させて表示することができます。 Agilent オシロスコープは、ハードウェア・ベースのプロト コル・デコード機能により、業界最速のデコード更新速度 を実現し、1 秒間に最大 10 万個の波形を捕捉／デコードで きます。波形／デコード更新レートが高速なので、オシロ スコープのユーザビリティが向上するだけでなく、最も重 要なこととして、ランダムで発生頻度の少ない通信エラー をオシロスコープで捕捉できる可能性が高まります。 図 1 は、オシロスコープを使用したバス・コントローラ (BC) とリモート・ターミナル (RT) 間の MIL-STD 1553 通信の 捕捉／表示例です。ディスプレイの下部のデコード・トレー スは、その真上に表示されている波形（黄色のトレース） と時間相関され、デコードされたコマンド・ワードとステー タス・ワード（緑色）が表示されています。ステータス・ワー ドの後に RT が送信したデータ・ワードが続いています。 オシロスコープのディスプレイの上側半分には、プロトコ ルがリスト表示されています。このディスプレイには、ト リガ・イベントの前後に発生する MIL-STD 1553 プロトコ ルの全体が表示されています。さらに、Agilent の新しい 7000B シリーズ・オシロスコープを用いれば、リスト表示 内を簡単に検索できるので、目的のイベントを見つけ出し て、波形表示と直接時間相関させることができます。 2 図 1： MIL-STD 1553 物理層信号とプロトコルの時間相関表示。 柔軟なMIL-STD 1553トリガ Agilent InfiniiVision シリーズ・オシロスコープにオプ ション 553 を搭載することにより、トリガの可能性が広 がり、特定の MIL-STD 1553 通信トランザクションに フォーカスすることができます（図 2 を参照）。以下のト リガ条件をサポートしています。 ● ● ● ● ● ● ● ● ● データ・ワードの始まり データ・ワードの終わり コマンド／ステータス・ワードの始まり コマンド／ステータス・ワードの終わり リモート・ターミナル・アドレス リモート・ターミナル・アドレス＋ 11 ビット パリティ・エラー 同期エラー マンチェスター・エラー 図 2. 特定の MIL-STD 1553 通信ワードとエラーでのトリガ。 特定のコマンド・ワードまたはステータス・ワードでト リガするには、「Remote Terminal Address ＋ 11 Bits」 モードを使用します。「11 ビット」とはビット・タイム 9 ～ 19 を表し、5 ビットのリモート・ターミナル・アドレ ス (RTA) フィールドに続く 11 ビットです。例えば、特 定のコマンド・ワードでのトリガは通常、RTA を 16 進 フォーマットで指定し、さらに送受信ビットと 5 ビット・ サブアドレスを 2 進フォーマットで指定することにより 行えます。 図 3 はコマンド・ワードでのトリガ例を示したもので、 RTA は 15dec (OFHEX)、送受信ビットはハイに設定され、 サブアドレスは 17 dec (OF ＋ 1 10001 XXXXX) です。こ の「RTA ＋ 11 ビット」トリガの組み合わせを使用して、 特定のリモート・ターミナルからのデータを要求してい るコマンド・ワードでオシロスコープがトリガします。 この場合、予想どおり、リモート・ターミナル (RT) から のステータス・ワードがこの特定のコマンド・ワードの 後に続いています。 図 3. データ送信命令によるコマンド・ワードでのトリガ。 3 柔軟なMIL-STD 1553トリガ（続き） 図 4 は、同様のトリガの例を示したものです。ただし、 今回は、送受信ビット（ビット・タイム 9）は "0" に設定 されています (0 10001 XXXXX)。「受信」命令の送信後、 バス・コントローラ (BC) によって送信されたデータ・ワー ドが予想どおり、コマンド・ワードの後に続いているこ とがわかります。 特定のコマンド／ステータス・ワードでのトリガに加え て、Agilent InfiniiVision シリーズ・オシロスコープは、 同期エラー、マンチェスター・エンコード・エラー、パ リティ・エラーなどのエラー条件でトリガすることがで きます。図 5 は、マンチェスター・エンコード・エラー でトリガするように設定されたオシロスコープのセット アップ例を示したものです。このトリガ条件を使用して エラーを捕捉することにより、BC によって送信されたコ マンド・ワード (RTA: OF) に応答するはずのステータス・ ワードがかなり破損していることがわかります。 図 4. データ受信命令によるコマンド・ワードでのトリガ。 図 5. シグナル・インテグリティの問題の検出に役立つ MIL-STD 1553 エラー・トリガ。 4 MIL-STD 1553アイ・ダイアグラム・マスク・テスト Agilent のマスク・テスト・オプション（オプション LMT） を InfiniiVision シリーズ・オシロスコープに追加すること により、MIL-STD 1553 シリアル・バスの合否判定アイ・ ダイアグラム・マスク・テストを自動実行できます。アイ・ ダイアグラム・テストは、今日のさまざまなシリアル・バス・ アプリケーションで使用されています。アイ・ダイアグラ ムは、基本的にはビットが有効なときのデジタイズされた ビットのオーバレイです。これは、システムの物理層特性 の複合品質で、伝送ラインの影響、反射、システム雑音、オー バシュート、リンギング、信号エッジのシフト、ジッタに 起因する振幅の変動が含まれています。 図 6 は、リモート・ターミナル (RT) の入力における MILSTD 1553 アイ・ダイアグラム・マスク・テストを示して います。オシロスコープは、特定のリモート・ターミナル の入力テスト・ポイントで受信された各データ・ワードの 17 個のマンチェスター・エンコード・ビットをすべて繰り 返し捕捉して、オーバレイします。このリモート・ターミ ナルの入力で受信された小さな振幅信号の一部がマスク・ テストにフェールしていることがわかります。フェールし ている領域は、合否判定マスクを横切る赤色で強調表示さ れています。 図 6. リモート・ターミナルの入力におけるアイ・ダイアグラム・マスク・ テスト。 MIL-STD 1553 差動信号のマスク・リミットの基準は確立 されていませんが、Agilent では、既存のゼロ交差歪み入 力 仕 様、 ± 150 ns と 最 小 電 圧 ス イ ン グ 入 力 仕 様、860 mVpp（トランス結合型システムの場合）/1.2 Vpp（直結型 システムの場合）に基づいて、ダイヤモンド形の多角形マ スク・リミットを作成しました。 MIL-STD 1553 シリアル・バスはマンチェスター 2 相エン コード・データ伝送をベースにしたものなので、実際には、 ビットごとに 2 個の「アイ」と 2 個の独立したマスクがあ ります（図 6 を参照）。このようなデータのエンコードでは、 ビット・タイム 4 ～ 20 の各ビット・フィールドの中央付近 で、信号エッジの遷移が発生します。このハーフビット・ マスクのペアにまたがって、信号がハイまたはローのまま であることはありません。3 ビットの同期ビット・フィー ルドはマンチェスター・エンコードに準拠しないため、各 ワードのこれらの特定のビットはテストされません。 Agilent では、受信した各データ・ワードのシステム・アイ・ ダイアグラム・マスク・テストに加えて、システムの各入 力テスト・ポイントで受信された特定のコマンド・ワード またはステータス・ワードをテストするためのさまざまな MIL-STD 1553 マスク・ファイルを提供しています。図 7 は、 バス・コントローラから送信され、リモート・ターミナル （RTA は 0F HEX）で受信されたコマンド・ワードのテスト 例を示したものです。Agilent の Web サイトから、右のマ スク・ファイルを無料でダウンロードできます。 5 図 7. BC から RT への 0FHEX 入力マスク・テスト。 ● ● ● ● ● ● ● ● System xfmr-coupled Input.msk System direct-coupled Input.msk BC to RT xfmr-coupled Input.msk BC to RT direct-coupled Input.msk RT to BC xfmr-coupled Input.msk RT to BC direct-coupled Input.msk RT to RT xfmr-coupled Input.msk RT to RT direct-coupled Input.msk MIL-STD 1553アイ・ダイアグラム・マスク・テスト（続き） Agilent の InfiniiVision シリーズ・オシロスコープのマスク・ テストは、オシロスコープ業界唯一のハードウェア・ベー スのマスク・テストです。最高 100,000 波形 /s の業界最高 速のマスク・テストを実現します。このようにテスト速度 が高速なオシロスコープは、非常に発生頻度の少ない異常 をすばやく検出できます。また、シグマ品質レポートなど の合否判定統計データが得られます。さらに、以下のよう なさまざまなテスト基準に基づいて、テストをカスタマイ ズすることもできます。 ● ● ● ● ● 連続的にテストする 最初のエラーが検出されるまでテストする ユーザ指定のテスト回数が満たされるまでテストする ユーザ指定のテスト時間が満たされるまでテストする ユーザ指定のシグマ品質が満たされるまでテストする 図 8： "stop-on-error" マスク・テストによるビット・シフト・エラーの 検出。 図 8 は、「Stop-on-error（エラーで停止）」マスク・テスト の例を示したもので、0F HEX の RTA を指定してコマンド ／ステータス・ワードをテストしています。最初のマスク 違反は、1300 個を超えるビットのテスト後に発生していま す。この例では、マンチェスター・エンコード・エラーと 思われる状況が発生しています。 このマスク違反が原因で捕捉が停止した後、マスク違反を 引き起こしたステータス・ワードの各ビットをモニタする ために、タイムベースのスケールを変更してアイを効果的 に「開く」ことができます（図 9 を参照）。このワード内の すべての信号遷移がシフトしたように見えることがわかり ます。オシロスコープは、マスク・テストによってこのタ イミング・エラーを捕捉しただけでなく、マンチェスター・ エンコード・エラーも検出／デコードしています。 図 9. アイを「開く」ことにより、このステータス・ワード内のすべてのビッ トでマンチェスター・エンコード・エラーの原因となるビット遷移シフトが 発生していることがわかります。 6 より多くのMIL-STD 1553ワードの捕捉／保存が可能な セグメント・メモリ Agilent の InfiniiVision シリーズ・オシロスコープ用のセグ メント・メモリ・オプション（オプション SGM）は、オシ ロスコープの捕捉メモリを最適化することにより、より少 ないメモリ使用量で、より多くの MIL-STD 1553 コマンド ／ステータス／データ・ワードをキャプチャできます。セ グメント・メモリでは、ワード間のアイドル時間が選択的 に無視され（デジタイズされないので）、連続的にキャプ チャ可能な MIL-STD 1553 ワード数が最適化されます。さ らに、250 ps の最小タイム・タグ分解能により、各キャプ チャ・ワード間の正確な時間が分かります。 図 10 は、ステータス・ワードでトリガするようにオシロス コープを設定した場合の MIL-STD 1553 測定を示していま す（RTA は 0F HEX）。セグメント・メモリ・モードをオン にした状態でこのトリガ条件を使用すれば、オシロスコー プは 2 秒間の捕捉時間の間に、連続して発生する 2000 個の このワードを簡単に捕捉できます。2000 個のステータス・ ワードが収集された後、すべてのワードを個別にスクロー ルして、異常またはエラーを探すことができます。 Agilent InfiniiVision シリーズ・オシロスコープは、現在販 売されているオシロスコープの中で唯一、セグメント・メ モリを使用して MIL-STD 1553 通信トラフィックを捕捉／ 記録／デコードすることができます。 図 10. セグメント・メモリを使用すれば、正確なタイム・タグを付けて、最高 2000 個の連続する MIL-STD 1553 ワードを捕捉できます。 7 公表されている仕様に基づいた MIL-STD 1553の電気的特性の測定 InfiniiVision オシロスコープに内蔵されているパラメトリッ ク測定を使用すれば、簡単に信号の電圧スイングや遷移時 間を測定して、MIL-STD 1553 の入出力電気的仕様と比較 することができます。また、最小値、最大値、平均値、標 準偏差など、選択した測定ごとの包括的な統計データも得 られます（図 11 を参照）。 図 11. 統計に基づいた自動パラメトリック測定により、MIL-STD 1553 信号の電気的特性を公表されている仕様に対して簡単に評価できます。 MIL-STD 1553信号の正確な プロービング 差動 MIL-STD 1553 信号のシグナル・インテグリティを測 定するには、正確な差動アクティブ・プローブを使用する 必要があります。Agilent では、さまざまな帯域幅／ダイ ナミック・レンジのアプリケーションに対応する差動アク ティブ・プローブを豊富に取り揃えています。ほとんどの MIL-STD 1553 テストに対して、N2791A 25 MHz、8 MΩ 差動アクティブ・プローブがお勧めです。このプローブで は、10:1 の減衰比設定で使用した場合は 70 V ピークまで、 100:1 の減衰比設定で使用した場合は 700 V ピークまでの 信号を測定できます。 図 12. MIL-STD 1553 アプリケーションには、N2791A 25 MHz 差動アクティブ・プローブがお勧めです。 バッテリ駆動によるフィールドでの MIL-STD 1553測定 Agilent 6000 シリーズ・オシロスコープは、オプションの 充電式リチウムイオン電池を内蔵すれば、電源がなくても 2 時間上動作可能です。6000 シリーズ・オシロスコープの オプション BAT は、AC 電源が使用できない場合や、ハン ドヘルド・オシロスコープに MIL-STD 1553 アプリケーショ ンに必要な測定機能がない場合に便利です。Agilent 6000 シリーズ・オシロスコープは、市場で唯一のバッテリ・オ プション搭載の高性能オシロスコープです（最大 1 GHz の 帯域幅）。 図 13. Agilent の 6000 シリーズ・オシロスコープでは、MIL-STD 1553 アプリケーションのリモート／フィールド・テスト用にバッテリ・ オプションが用意されています。 8 動作特性とオーダ情報 特性 オプション 533 または N5469A MIL-STD 1553 入力ソース アナログ・チャネル 1 および 2、または 3 および 4（差動アクティブ・プローブを使用） トリガ ● データ・ワードの始まり データ・ワードの終わり コマンド／ステータス・ワードの始まり コマンド／ステータス・ワードの終わり リモート・ターミナル・アドレス（16 進） リモート・ターミナル・アドレス（16 進）＋ 11 ビット（16 進または 2 進） パリティ・エラー 同期エラー マンチェスター・エラー ● ● ● ● ● ● ● ● カラーコード化されたハードウェア・ デコード 基数：16 進数または 2 進数 コマンド／ステータス・ワード（緑字の "C/S"） リモート・ターミナル・アドレス（緑字の 16 進数または 2 進数） RTA（緑字の 16 進数または 2 進数）に続く 11 ビット データ・ワード（白字の "D"） データ・ワード・ビット（白字の 16 進数または 2 進数） パリティ・エラー（赤字のデコード済みワード全体） 同期エラー（赤字の "Sync"） マンチェスター・エラー（赤字の "Manch"） ● ● ● ● ● ● ● ● ● オーダ情報 MIL-STD 1553 トリガ／デコード・オプションは、4 チャネルおよび 4+16 チャネルの Agilent InfiniiVision シリーズ・オ シロスコープ（5000、6000、7000 シリーズ・オシロスコープ）で使用できます。特定のオシロスコープ・モデルと一緒 にオプション 553 としてオーダすれば、工場インストール・オプションとしてご利用いただけます。InfiniiVision シリーズ・ オシロスコープをすでにお持ちの場合は、N5469A としてオーダすれば、オシロスコープをアップグレードできます。 オプション番号： 工場インストール モデル番号： ユーザ・ インストール 概要 553 N5469A MIL-STD 1553 トリガ／デコード（4 チャネルおよび 4 ＋ 16 チャネル・モデルのみ） LMT N5455A マスク・テスト・オプション SGM N5454A セグメント・メモリ・オプション N2791A 25 MHz 差動アクティブ・プローブ Agilent InfiniiVision シリーズ・オシロスコープ用のその他のオプションとアクセサリが用意されています。これらの追加オプション／アクセサリの オーダ情報およびオシロスコープ・モデルのオーダ情報については、該当する 5000/6000/7000 シリーズのデータシートを参照してください。 9 7000 シリーズ 12.1 インチのディスプレイ： 同等の他機種より約 40 ％ 大きい 100 MHz ～ 1 GHz のアナロ グ／デジタル／シリアル 測定用の DSO/MSO モデ ル 8 M ポイントのメモリを標準 装備 6000L シリーズ 高さ 1U、幅 19 インチのパッ ケージで、貴重なラック・ スペースを節約 自動製造テスト用に最適化 LXI class C に準拠し、コスト・ パフォーマンスの高いテス ト・システムの作成／再構 成が可能 100 MHz ～ 1 GHz の DSO モ デルは、MSO モデルにアッ プグレード可能 6000 シリーズ 100 MHz ～ 1 GHz の ア ナ ロ グ／デジタル／シリアル測 定用の DSO/MSO モデル GPIB 搭載の小型形状 バッテリ・オプション 8 M ポイントのメモリを標準 装備 5000 シリーズ 100 MHz ～ 500 MHz の アナログ／シリアル 測定用の DSO モデル GPIB 搭載の小型形状 8 M ポイントのメモリを 標準装備 10 電子計測UPDATE www.agilent.co.jp/find/emailupdates-Japan Agilent からの最新情報を記載した電子メール を無料でお送りします。 Agilent Direct www.agilent.co.jp/find/agilentdirect 測定器ソリューションを迅速に選択して、使用 できます。 契約販売店 www.agilent.co.jp/find/channelpartners アジレント契約販売店からもご購入頂けます。 お気軽にお問い合わせください。 Remove all doubt アジレント・テクノロジーでは、柔軟性の高 い高品質な校正サービスと、お客様のニーズ に応じた修理サービスを提供することで、お 使いの測定機器を最高標準に保つお手伝いを しています。お預かりした機器をお約束どお りのパフォーマンスにすることはもちろん、 そのサービスをお約束した期日までに確実に お届けします。熟練した技術者、最新の校正 試験プログラム、自動化された故障診断、純 正部品によるサポートなど、アジレント・テ クノロジーの校正・修理サービスは、いつも 安心で信頼できる測定結果をお客様に提供し ます。 また、お客様それぞれの技術的なご要望やビ ジネスのご要望に応じて、 アプリケーション・サポート システム・インテグレーション ● 導入時のスタート・アップ・サービス ● 教育サービス ● ● など、専門的なテストおよび測定サービスも 提供しております。 www.lxistandard.org LXIは、GPIBのLANベースの後継インタフェー スで、 さらに高速かつ効率的なコネクティビティ を提供します。Agilentは、LXIコンソーシアム の設立メンバです。 世界各地の経験豊富なアジレント・テクノロ ジーのエンジニアが、お客様の生産性の向上、 設備投資の回収率の最大化、測定器のメイン テナンスをサポートいたします。詳しくは： www.agilent.co.jp/find/removealldoubt アジレント・テクノロジー株式会社 本社〒 192-8510 東京都八王子市高倉町 9-1 Windows® は Microsoft Corporation の登録 商標です。 計測お 客様窓口 受付時間 9:00-18:00（土・日・祭日を除く） TEL ■■ FAX ■■ 0120-421-345 (042-656-7832) 0120-421-678 (042-656-7840) Email [email protected] 電子計測ホームページ ● www.agilent.co.jp 記載事項は変更になる場合があります。 ご発注の際はご確認ください。 © Agilent Technologies, Inc.2010 Published in Japan, January 26, 2010 5990-4924JAJP 0000-00DEP