Agilent

Application Note 1409-2
Agilent
T&M Programmers Toolkit
測定器の操作を簡略化
通信とプログラミング
テキスト形式のプログラミング言語を使用
T&M Programmers Toolkitとは?
目次
はじめに
T&M Programmers Toolkitとは？ /2
● Visual Studio .NETが極めて有効な理由 /2
●
標準言語とメーカ独自の言語 /3
T&M Tookitを用いて作業を簡略化する手順 /3
● ステップ1：作業の開始 /3
●
ステップ2：インタフェースの構成と、PCと測定器との
接続の確認/4
●
ステップ3：測定器との通信 /5
●
ステップ4：測定器のプログラム /5
●
ステップ5：アプリケーションのデバッグ /6
●
ステップ6：データの解析 /6
●
必要な時にヘルプを見る /7
結論 /7
用語集 /7
はじめに
ほとんどの開発エンジニア、製造エンジニア、テスト・エン
ジニアは、試験用機器をプログラム／制御し、PCやラップト
ップからそれらの機器と通信する必要があります。これを簡
単に実現できなければなりませんが、そうなることはめった
にありません。単に試験用機器を相互接続したりPCと通信さ
せるためだけに、ドライバの問題に対処したり、コードを記
述したり、プログラムをデバッグすることに多くの時間と労
力を浪費してきたはずです。
T&M Programmers Toolkitは、Microsoft社のVisual Studio .NET
を利用した開発環境を提供します。Visual Studio .NETは、
Microsoft社のVisual Studio開発環境の最新バージョンです。
T&M Tookitは、統合型の使いやすいソフトウェア・ツールや
コンポーネント（プロジェクト・ウィザード、クラス・ライ
ブラリ、2Dグラフ・コントロールなど）を提供することによ
り、Visual Studio .NETプラットフォームを拡張して、測定作業
の自動化／データ表示のためのコードの記述を容易にし、それ
に要する時間を短縮します。洗練された高度な測定器の管理、
バス・モニタリング、コード生成ウィザードは、機器の接続／
制御に関する従来の方法の煩わしさを解消します。
T&M Tookitは、従来のスタンドアロンでのメーカ独自の開発
環境のよさをそのまま継承しています。さらに、Visual
Studio .NETに完全に統合されているため、Microsoft社がその
環境の中で実現している生産性や柔軟性を享受できます。
T&M Tookitを用いれば、過去／最新のコードやドライバを標
準環境に簡単に取り込めるだけでなく、これまではほとんど
不可能な作業であった開発中のI/O問題の特定／デバッグも可
能です。また、オンライン・ヘルプ・システムを使ってプロ
グラミングを短期に習得できます。このToolkitを使用すれば、
これまでの何分の1か時間で、試験用機器に接続して測定器の
プログラミング作業を完了することができます。
Visual Studio .NETが極めて有効な理由
Microsoft社のVisual Studio開発ツールセットの最新バージョ
ンであるVisual Studio .NETは、C#、C++、Visual Basicなどの
様々な言語で仕事をしているプログラマに、統合開発環境を
提供します。このツールセットには、作業を迅速化するため
の利点がいくつかあります。
●
こうした接続の問題に費やす時間を節約し、生産性の高い仕
事に多くの時間を費やすことができるようにするための新し
いソリューションがいくつか提供されています。その1つが、
AgilentのT&M Programmers Toolkitです。T&M Programmers
Toolkitは、強力な開発環境であるMicrosoft ® Visual Studio
.NETに基づいた環境を提供します。
本書の目的は、T&M Programmers Toolkitを使用することによ
り、いかに簡単に既知のテキスト形式のプログラミング言語
を使って測定器と通信できるようになるか、わかりやすく説
明することです。
2
日常的なプログラミングがなくなる：Visual Studio .NET
は、日常的なプログラミング作業を省くことによって時間
を短縮します。Visual Studio .NETには広範なサポート・ラ
イブラリ（.NET Framework）があるため、管理コードの記
述が少なく、測定のためのコードに費やす時間が増えま
す。.NET Frameworkは、本質的に、Cランタイム・ライブ
ラリ、Visual Basicフォーム・ライブラリ、MFC、ATL、
ASP開発ライブラリに代わるものです。.NET Frameworkは
入念に設計された単一のクラス・ライブラリで、必要な基
盤が提供されるだけでなく、これらのライブラリの日常的
な処理を自分で行う必要がなくなります。
●
●
複数の言語を混用できる：Visual Studio .NETを用いれば、
複数の開発言語を単一の統合開発環境（IDE）で混用できま
す。Visual Studio .NETの高級言語のオブジェクトやコンポ
ーネントがシームレスに使用できるため、既存の環境、専
門知識、特定の作業の要件に応じて複数の言語を組み合わ
せて用いることができます。この理由は、Microsoft社
の.NET環境のイネーブル・テクノロジーや共通言語ランタ
イム（CLR）にあります。
コードを簡単に再利用できる：Visual Studio .NETを用いれ
ば、複数のプロジェクト間や複数のプログラミング言語間
でコードを簡単に再利用できます。このため、より少ない
時間でコードを開発できます。これは、Visual Studio .NET
が真のオブジェクト指向プログラミングを提供しているた
めです。
T&M Tookitを用いて作業を簡略化する手順
T&M Tookitは、試験用機器やテスト・システムとの通信やそ
れらの構成、データの収集、解析および表示を容易にするこ
とを目的とした様々な機能を備えています。このToolkitを使
用すれば、プログラムのデバッグや必要に応じたヘルプ表示
も簡単に行えます。T&M TookitがVisual Studio .NETへどのよ
うに統合されているかを紹介すると共に、いかに操作が簡単
であるかを実証するために、簡単なプログラムを構築する手
順を順を追って見て行きます。例では、ESAスペクトラム・
アナライザに接続し、データの文字列を要求するコマンドを
送信して、データの読み取り／表示を行います。
ステップ1：
作業の開始
.NET Frameworkで利用可能な高度な組み込み機能をさらに発
展させたものとして、T&M Tookitは、測定器へのプログラム
によるアクセスの簡略化やプログラミングの迅速化を実現し
ます。ユーザに代わってコードを自動生成したり、ドラッ
グ・アンド・ドロップなどのT&M Tookitに統合されたVisual
Studio .NETの機能を用いることにより、多くの測定器の通
信／自動化作業を迅速かつ容易に行うことができます。
作業を開始するための最も簡単な方法は、T&M Tookitの「新
規プロジェクト・ウィザード」を使用する方法です。プロジ
ェクト・ウィザードでは、測定器やシステムを制御するため
のプログラムの機能ブロックが提供されるため、測定器を制
御するためのアプリケーションを記述する際にゼロから始め
る必要はありません。C#かVisual Basic .NETのいずれかの機
能ブロック・コードが自動的に生成されます。
標準言語とメーカ独自の言語
スタート画面またはファイル・メニューから、N e w ＞
Projectを選択します。
今日では、プログラミングを行う必要のあるエンジニアの大
多数は標準的なプログラミング言語を使用していますが、そ
のほとんどはMicrosoft Visual Studioを使用しています。
National Instruments LabVIEWやAgilent VEEなどのメーカ独自
の電子計測言語や環境を使用している場合でも、やはり
Visual BasicやVisual C++を使用していることでしょう。単一
のプログラミング環境ですべて実現することは難しいので、
複数の環境を用いる必要があります。
メーカ独自の言語ではなく、標準言語で作業することには、
いくつかの利点があります。標準言語で培った技術は他でも
使用できるため、様々な作業環境にも柔軟に移行できます。
標準言語を使用している人の方が多いので、マネ
ージャは豊富な人材の中から開発者を探し、彼ら
の知的財産への投資を有効活用することができま
す。開発者の人材が豊富であるということは、疑
問に対する答えが必要な時に頼りにできる存在が
多いということです。Visual Studio .NETは、こうし
た長所を持つ業界標準の開発環境です。オープン
な.NET環境への移行によって、Microsoft社がこの
プラットフォームに行った巨額の投資を活用でき
るだけでなく、多くの企業が開発したアドオンを
利用することもできます。
図1. T&M Tookitのプロジェクト・ウィザードは、アプリケーションのフレー
ムワークの作成に利用可能なオプションを順次表示します。
3
新規プロジェクト・ウィザードは、空のアプリケーションと
Visual Basicフォーム（図2）を作成します。また、正しいイン
ポート文やリファレンスもすべて含まれているので、そこか
ら開発を開始することができます。ダイアログ・ボックスが
表示されるので、必要な選択を行い、プロジェクトの作成手
順を順次実行します。
アプリケーション用の出力領域を作成するには、Toolbox＞
T&M Tookit＞YGraphを選択します（T&M Tookitのタブが
表示されない場合は、ヘルプ・システムを表示して、このタ
ブの作成方法を確認します）。YGraphオブジェクトをForm1上
にドラッグ・アンド・ドロップします。
プログラムの基本構造が整いました。
ステップ2：
インタフェースの構成と、PCと測定器との接続の確認
この例の場合、Agilent 82357A USB/GPIBコンバータを使用し
ます。コンバータをコンピュータに接続し、クリックして自
動構成設定を確定します。
測定器の接続情報がなければ、実際のコードを記述すること
はできません。T&M TookitのInstrument Explorerを用いれ
ば、USB、GPIB、VXI、LANなどの各種I/Oバス上のコンピュ
ータで使用可能な測定器を簡単に検出／特定することができ
ます。
図2. T&M Tookitのプロジェクト・ウィザードによって、プロジェクト内に適
切なコールやリファレンスが自動的に配置されます。
アプリケーション用のフォーム（Form1）を作成したら、測定
処理を開始するボタンを作成して、アプリケーションのビジ
ュアル・デザインを作成する必要があります。ボタンを作成
するには、Toolbox＞Windows Forms＞Buttonを選択し、
フォーム・ウィンドウ（図3）上にドラッグします。（ツールボ
ックスが画面左側に表示されていない場合は、メインメニュ
ーからView＞Toolboxを選択します）。Button1のプロパテ
ィ・リストのTextを選択し、"Get data"とタイプします。
接続されている測定器を確認するには、T&M Tookitのメニュ
ー を 表 示 し 、 Instrument Exploer（ 図 4）を 選 択 し ま す 。
Instrument Explorerは、各種インタフェース上のすべてのベン
ダの試験用機器を識別し、それらの機器に関する情報を提供
します。この例の場合、GPIBアドレス18のAgilent E4411Bス
ペクトラム・アナライザを使用します。
図4. Instrument ExplorerはPCに接続されている測定器を検索し、表示します。
Instrument Explorerを使って測定器を確認したら、記述しよう
としているコードでアドレスGPIB 18を使用する必要がある
ことがわかります。
図3. フォームには、ユーザ・インタフェースと出力がビジュアルにレイアウト
されます。
4
ステップ3：
測定器との通信
測定器との通信方法はいくつかあります。1つは、
VXIplug&playインスツルメント・ドライバや互換性のある
仮想測定器のIVI-COM/IVI-Cインスツルメント・ドライバな
どを使用する方法です。また、T&M TookitのDirectIOオブジ
ェ ク ト で 、 SCPI（ Standard Commands for Programmable
Instumentation）を送信することにより測定器のネイティブ・コ
マンド・セットを使って、測定器をプログラムすることも可
能です。サイドバー（右側）には、これらの方法が1つ1つ説明
され、T&M Tookitを使ってどのようにして作業を完了するか
も示されています。
この例の場合ではちょっとした特殊な測定が必要なため、
DirectIOを使用します。
「機器セッション」を作成して、測定器を構成します。
Instrument Explorerから測定器を右クリックし、表示されるウ
ィザードの手順を順次行います。機器セッションで入力した
パラメータに基づいて、各測定器のテンプレート・コードが
生成されます。機器セッション・アイコンを作業用ウィンド
ウにドラッグ・アンド・ドロップするだけで、測定器と接続
するためのコードを生成できます。
測定器と通信するための代替方法
Agilent T&M Programmers Toolkitを用いれば、Toolkitの
DirectIOによって直接、またはベンダ提供のドライバを使って、
測定器と通信することができます。DirectIOは、組込みコマン
ド（例えば、SCPIコマンド）を使って測定器を直接プログラム
するためのI/Oインタフェースです。特定の測定器用のベンダ提
供のドライバは、特定の測定器に合わせてカスタマイズされた
ライブラリを備えているので、文字列を送信して測定器を制御
する代わりに、従来のプログラム手法を使って測定器をプログ
ラムすることができます。ツールキットは、IVI-COM、
VXIplug&play、IVI-Cドライバを直接サポートします。
通常、ベンダの測定器には単一のドライバが付属しているので、
ニーズに適合していればそれを使用します。DirectIOは主に、
測定器専用のドライバがまったくない場合、測定器専用のドラ
イバがニーズに適合していない場合、またはそれが最も便利な
場合に用いられます。
Toolkitは以下のドライバをサポートしています。
●
ステップ4：
測定器のプログラム
次に、測定器からデータを収集するアプリケーションを作成
し、戻されたデータ・ポイントをプロットするYGraphを作成
します。
まず、測定器のI/Oオブジェクトを作成する必要があります。
ステップ3で説明したようにドラッグ・アンド・ドロップ機
能を使うか、Instrument Explorerの測定器アイコンを右クリッ
クして、コード・ウィンドウにコードを貼り付けることがで
きます。コードは次のようになります。
myhpesa = New DirectIO("GPIB1::18::INSTR")
コード・ウィンドウで作業をしている場合は、T&M Tookitが
コード・ラインを補完できることに気付くことでしょう。こ
のツールキットはMicrosoft社のIntelliSenseの活用により、簡
単にコードを記述できます。
●
●
IVI-COM：このドライバは、測定器と通信してMicrosoft社
のアプリケーション開発環境で新しいテクノロジーを活用す
るための簡単な方法を提供します。IVI-COMはドライバを
COMオブジェクトとして提供し、最も信頼性の高いドライ
バです。IVI-COMドライバは、.NET環境においてサポート
されます。VXIplug&play/IVI-Cよりもはるかにネイティブ
な.NETコンポーネントであるため、.NETにおけるCOM相
互運用にも十分に対応します。つまり、このドライバは、ド
ライバのカスタム部分だけでなく、各ベース・クラスのフル
機能を装備しています。
IVI-C：Cベースのインスツルメント・ドライバです。T&M
Tookitを用いれば、.NETラッパー・ウィザードを使って、
IVI-Cドライバ用の.NETオブジェクトを生成できます。これ
は、実際は、VXIplug&playドライバに用いられるのと同じ
ウィザードです。
VXIplug&play：T&M Programmers Toolkitを用いれば、
VXIplug&play .NETラッパー・ウィザードを使って、既存の
VXIplug&playインスツルメント・ドライバ用の.NETラッパ
ー・オブジェクトを自動的に作成できます。これは、Cスタ
イルのインタフェースを.NETオブジェクトとして表すことに
より、.NETにおけるドライバの使い勝手を向上させます。
次に、トレース・データをフォーマットします。次のように
タイプします。
'format trace data to ASCII
myhpesa.WriteLine("form:data ASC")
5
その後、測定器からトレース・データを戻すには、次のよう
にタイプします。
myhpesa.WriteLine("Trac:data? trace1")
（図6）を用いることにより、各I/Oレイヤ内で発生したI/O「ト
ラヒック」を表示したり、プロセスのボトルネックを確認す
ることにより性能の向上を図ることができます。IOモニタを
オンにするには、T&M TookitのメニューでIO Monitorを選
択します。
データを読み取るには、2次元配列を作成してから、その配
列にデータを読み込む必要があります。
'read in data as a string
Dim tracedata As Double()
tracedata＝myhpesa.ReadListAsDoubleArray()
T&M Tookitでデータを表示するためのオプションは数多くあ
ります。データ・ビジュアリゼーション・ネーム空間には、
マウス・ベースのズーム機能、フルカラー・コントロール、
サイズ、位置、各種チャート・タイプ、複数のマーカ、各種
軸、グリッド表示形式などに使用可能なクラス・ライブラリ
があります。この例の場合は、YGraphプロット上にデータを
グラフ表示するだけです。そのためには、以下のようにタイ
プします。
'graph double array on YGraph'
YGraph.PlotDefaultTrace(tracedata)
図6. IOモニタのデータをリアルタイムに使用したり、ファイルに保存したり、
送信したりすることができます
ステップ6：
データの解析
この簡単な例の場合は、解析は不要ですが、T&M Tookitには、
カーブ・フィッティング・ルーチンや信号解析ルーチン
（FFT）
などの解析支援ツールがあります。また、信号処理、三角関
数、マトリクス関数などの広範な数学／統計ライブラリも含
まれています（図7）。
図5. コードがユーザ・インタフェースの背後で追加されている
ここで、Visual Studio内からコードを構築し、実行します。
実行ボタン
（ツールバー上の右向きの三角形）
を押すだけです。
コマンドを送ってデータを受け取るには、記述したアプリケ
ーションの「データ取得」ボタンを押します。
これでプログラミング部分は完成です。ステップ5と6では、
T&M Tookitの機能を説明します。
ステップ5：
I/Oの問題と性能のデバッグ
T&M Tookitには、I/O関連の問題をデバッグするための診断
ツールとして用いることのできるIOモニタがあり、いくつか
のI/Oレイヤ内の動作をリストします。デバッグにIOモニタ
6
図7. T&M Tookitに含まれている解析機能は、Visual Studio .NETと完全に
統合されています。
必要な時にヘルプを見る
用語集
Toolkit内のツールに加えて、作業環境に直接切り貼りできる
サンプル・コードなど、ドキュメントやヘルプが提供されま
す（図8）。このヘルプは、Visual Studio環境に統合されている
ので、いつでも必要な時に使用できます。Intellisenseや
Dynamic Helpなどのヘルプ機能は、ツールキット固有の機能
と一般的なVisual Studio .NET機能の両方に関するヘルプを表
示します。
ADE：アプリケーション開発環境
API：アプリケーション・プログラミング・インタフェース。ク
ラスに組み込まれている機能にアクセスするためにAPIを使用し
ます。
C#：（「Cシャープ」と発音）。新しいC++ライクなコンポーネ
ント指向言語で、基本から.NET Frameworkクラス・ライブラ
リ上での動作まで構築されているため、それに伴って生産性が向
上します。
クラス： プロパティ、メソッド、インタフェースを呼び出すこ
とにより、コードに組み込むことができるメソッドやプロパティ
を提供するソフトウェア・モジュール。コードを記述する場合は、
クラスのメンバとしてオブジェクトのインスタンスを作成するこ
とにより、オブジェクトはクラスの機能を全部使用できます。
クラス・ライブラリ：クラスの集まり
CLR：共通言語ランタイム。CLRは、メモリ管理、セキュリテ
ィ、型の安全性の検証、例外など、様々な機能を処理します。
Javaと違って、CLRは本質的には特定の言語のランタイムでは
ありません。Visual Studio .NET環境では、Visual Basic
.NET、Managed C++、新しいC#言語はすべて、ジャストイ
ンタイム・コンパイルされ、CLRの制御下で実行される中間言
語コード（MSIL）を出力します。
図8. 包括的なT&M Tookitのヘルプ・システムがVisual Studio .NETヘル
プ・システムに組み込まれているため、参照や検索が簡単です。
CLS：共通言語仕様。CLS準拠言語はVisual Studio .NETと
対話できます。
高級言語：高級言語は、.NET Frameworkをサポートする言語
T&M Tookitでは対処できないヘルプが必要な場合には、
Agilent Developer Network Webサイト（http://www.agilent.com/
find/ADN）にアクセスしてください。
コンパイラを持っています。高級言語には、Visual Basic
.NET、C#、Managed C++、COBAL、Perl、Eiffel、その他
多 数 が 含 ま れ ま す 。 最 新 リ ス ト に つ い て は 、
www.msdn.microsoft.com/vstudio/partnersを参照してください。
結論
IDE：統合開発環境
貴重な時間や労力を無駄に費やしてコネクティビティの問題
に懸命に取り組む必要はもうありません。AgilentのVisual
Studio .Net用の T&M Programmers Toolkitを用いれば、IVI、
VXIplug&play、GPIBなどの業界標準をサポートする測定器
と通信し、プログラムすることができます。コネクティビテ
ィの問題を解消し、生産性の高い仕事に取り組めるように、
Agilentでは、ハードウェア接続ソリューションやコネクティ
ビティ・サポートも提供しています。
IVI：IVI（Interchangeable Virtual Instrument）Foundation
は、測定器のプログラミングを容易にするための標準化に取り組
むコンソーシアムです。
IVI-C：IVI-Cは、IVI FoundationがCプログラミング言語に基
づいたインスツルメント・ドライバに関して定めた標準です。こ
れらの標準は従来のVXIplug&play標準の派生です。
IVI-COM：IVI-COMは、IVI FoundationがMicrosoft COM標
準に基づいたインスツルメント・ドライバに関して定めた標準で
す。これらのドライバは、COM環境用に最適化されているので、
Visual Studio .NETでも簡単に使用できます。
.NET Framework：.NET Frameworkは主に、共通言語ラン
タイムと.NET Frameworkクラス・ライブラリの2つのコンポー
ネントを持っています。.NET Frameworkクラス・ライブラリ
は、Microsoft Windows®用のアプリケーション開発を容易に
するオブジェクト指向のAPIでです。
S C P I： S t a n d a r d C o m m a n d s f o r P r o g r a m m a b l e
Instrumentation。SCPIは、計測システムのプログラマブル電子
計測器を制御するための標準コマンド・セットを定義しています。
詳細については、www.scpiconsortium.orgを参照してください。
VISA：仮想測定器ソフトウェア・アーキテクチャ
VXIplug&play：メーカの異なる測定器間の相互運用性を実現
するハードウェア／ソフトウェア標準。詳細については、
www.vxipnp.orgを参照してください。
7
サポート、サービス、およびアシスタンス
アジレント・テクノロジーが、サービスおよびサポートにおいてお約束できることは明確です。リス
クを最小限に抑え、さまざまな問題の解決を図りながら、お客様の利益を最大限に高めることにあり
ます。アジレント・テクノロジーは、お客様が納得できる計測機能の提供、お客様のニーズに応じた
サポート体制の確立に努めています。アジレント・テクノロジーの多種多様なサポート・リソースと
サービスを利用すれば、用途に合ったアジレント・テクノロジーの製品を選択し、製品を十分に活用
することができます。アジレント・テクノロジーのすべての測定器およびシステムには、グローバル
保証が付いています。製品の製造終了後、最低5年間はサポートを提供します。アジレント・テクノ
ロジーのサポート政策全体を貫く2つの理念が、「アジレント・テクノロジーのプロミス」と「お客様
のアドバンテージ」です。
アジレント・テクノロジーのプロミス
お客様が新たに製品の購入をお考えの時、アジレント・テクノロジーの経験豊富なテスト・エンジニ
アが現実的な性能や実用的な製品の推奨を含む製品情報をお届けします。お客様がアジレント・テク
ノロジーの製品をお使いになる時、アジレント・テクノロジーは製品が約束どおりの性能を発揮する
ことを保証します。それらは以下のようなことです。
● 機器が正しく動作するか動作確認を行います。
● 機器操作のサポートを行います。
● データシートに載っている基本的な測定に係わるアシストを提供します。
● セルフヘルプ・ツールの提供。
● 世界中のアジレント・テクノロジー・サービス・センタでサービスが受けられるグローバル保証。
お客様のアドバンテージ
お客様は、アジレント・テクノロジーが提供する多様な専門的テストおよび測定サービスを利用する
ことができます。こうしたサービスは、お客様それぞれの技術的ニーズおよびビジネス・ニーズに応
じて購入することが可能です。お客様は、設計、システム統合、プロジェクト管理、その他の専門的
なサービスのほか、校正、追加料金によるアップグレード、保証期間終了後の修理、オンサイトの教
育およびトレーニングなどのサービスを購入することにより、問題を効率良く解決して、市場のきび
しい競争に勝ち抜くことができます。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、製品の測定確度の維持をお手伝いします。
電子計測UPDATE
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Agilent電子計測ソフトウェアおよびコネクティビティ
Agilentの電子計測ソフトウェアおよびコネクティビティ製品、ソリューション、デベロッパ・
ネットワークは、PC標準に基づくツールによって測定器とコンピュータとの接続時間を短縮し、
本来の仕事に集中することを可能にします。詳細についてはwww.agilent.com/find/connectivityを
参照してください。
March 24, 2003
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