特開 2023-47127 ＬＳＢ演算チェック装置及びＬＳＢ演算チェック用プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023047127

(43)【公開日】2023-04-05

(54)【発明の名称】ＬＳＢ演算チェック装置及びＬＳＢ演算チェック用プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 8/30 20180101AFI20230329BHJP

【ＦＩ】

G06F8/30

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021156070

(22)【出願日】2021-09-24

(71)【出願人】

【識別番号】391016358

【氏名又は名称】東芝情報システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100074147

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 崇

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】山中 明

【テーマコード（参考）】

5B376

【Ｆターム（参考）】

5B376BC38

5B376BC70

5B376BC71

5B376BC74

(57)【要約】

【課題】作成されたソースプログラムにおけるソースコードのＬＳＢ演算に関して不適切な箇所等を指摘することが可能な装置を提供する。
【解決手段】 ソースプログラムのソースコードを分析し、演算に含まれる変数を検索する変数検索手段１１０と、前記変数検索手段１１０により検索された変数の値範囲を規定する情報に基づき当該変数の小数点以下の分解能を表すＬＳＢ分解能情報を含むＬＳＢ情報を検索するＬＳＢ情報検索手段１２０と、ＬＳＢ情報が見つかると当該ＬＳＢ情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定する判定手段１３０と、前記判定手段１３０による判定結果を出力する結果出力制御手段１４０とを具備する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソースプログラムのソースコードを分析し、演算に含まれる変数を検索する変数検索手段と、
前記変数検索手段により検索された変数の値範囲を規定する情報に基づき当該変数の小数点以下の分解能を表すＬＳＢ分解能情報を含むＬＳＢ情報を検索するＬＳＢ情報検索手段と、
ＬＳＢ情報が見つかると当該ＬＳＢ情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を出力する結果出力制御手段と
を具備することを特徴とするＬＳＢ演算チェック装置。

【請求項2】

前記ＬＳＢ情報には、ＬＳＢ分解能情報が含まれており、判定手段は、ＬＳＢ分解能情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定することを特徴とする請求項１に記載のＬＳＢ演算チェック装置。

【請求項3】

前記ＬＳＢ情報には、オフセット情報が含まれており、判定手段は、オフセット情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定することを特徴とする請求項１または２に記載のＬＳＢ演算チェック装置。

【請求項4】

前記ＬＳＢ情報には、単位情報が含まれており、判定手段は、単位情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＳＢ演算チェック装置。

【請求項5】

ソースプログラムのソースコードに関しＬＳＢ演算チェックを行うコンピュータを、
ソースプログラムのソースコードを分析し、演算に含まれる変数を検索する変数検索手段、
前記変数検索手段により検索された変数の値範囲を規定する情報に基づき当該変数の小数点以下の分解能を表すＬＳＢ分解能情報を含むＬＳＢ情報を検索するＬＳＢ情報検索手段、
ＬＳＢ情報が見つかると当該ＬＳＢ情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定する判定手段、
前記判定手段による判定結果を出力する結果出力制御手段
として機能させることを特徴とするＬＳＢ演算チェック用プログラム。

【請求項6】

前記ＬＳＢ情報には、ＬＳＢ分解能情報が含まれており、
前記コンピュータを前記判定手段として、ＬＳＢ分解能情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定するように機能させることを特徴とする請求項５に記載のＬＳＢ演算チェック用プログラム。

【請求項7】

前記ＬＳＢ情報には、オフセット情報が含まれており、
前記コンピュータを前記判定手段として、オフセット情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定するように機能させることを特徴とする請求項５または６に記載のＬＳＢ演算チェック用プログラム。

【請求項8】

前記ＬＳＢ情報には、単位情報が含まれており、
前記コンピュータを前記判定手段として、単位情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定するように機能させることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のＬＳＢ演算チェック用プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ＬＳＢ演算チェック装置及びＬＳＢ演算チェック用プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特に「組み込み」開発などと呼ばれている分野においては、通常のプログラミングにおいて使用されることが稀である「固定小数点」が用いられる場合がある。コンピュータにおいては、固定小数点の演算についても整数型と同じ方法で同じハードウエアで行われ、小数点の位置が指定される。

【0003】

例えば、１０進数の数値「２２１」は、２進数で「１１０１１１０１」となり、下位２ｂｉｔを小数点以下と規定すると、「１１０１１１．０１」＝５５．２５を表すことができる。「下位２ｂｉｔを小数点以下と規定する」は長いので、「下位２ｂｉｔを小数点以下と規定する」場合には、最下位ｂｉｔは０．２５であるから、「２２１［ＬＳＢ］」のように記載することで、「０．２５［１／ＬＳＢ］」を掛けて、２２１［ＬＳＢ］＊「０．２５［１／ＬＳＢ］＝５５．２５と、小数を求めることができる。恰も、「０．２５」が単位のようであるので分解能を表している、と言える。

【0004】

「組み込み」開発などでは扱う数値は物理量であり、単位があるから例えばｍＶの場合には、ＬＳＢを０．２５［ｍＶ／ＬＳＢ］と表す。なお、上記の例では、分解能が２の冪乗の場合を例としたが、扱う対象値が物理量であるから、例えば０．７７［ｍＶ／ＬＳＢ］のように、２の冪乗以外も可能である。１６ｂｉｔ符号あり整数のＬＳＢを０．００１［ｍ／ＬＳＢ］とすると、長さを－３２．７６８ｍ～３２．７６７ｍの範囲を表現できる。また、ＬＳＢを用いる場合にも、オフセットというバイアス値を用いることが行われており、１６ｂｉｔ符号あり整数のＬＳＢを０．０１［℃／ＬＳＢ］、オフセットを－２７３．１５℃とすると、－２７３．１５℃～３８２．２０℃の範囲の温度を表現可能となる。

【0005】

以上のようにＬＳＢの分解能による数値の演算を行う場合には、ＬＳＢの値、オフセット及び単位はソースコードに含まれる情報ではなく、設計者が決めるもので、例えばコメントに記載されるものである。このため、従来においては、ＬＳＢによる数値の変数を含んだソースコードのチェックにおいては、誤りチェックは専ら人が目視により行っているのが現状である。このため、コストとチェック時間が膨大なものとなり、更に、見落としなどのチェックの質も問題となることが多かった。本発明の実施形態においては、変数の小数点以下の分解能を表すＬＳＢ分解能情報を含むＬＳＢ情報を検索するようにするが、その検索は上記のようにコメントに記載されていることがあるので、コメントに対して行っても良いし、ソースコードのプログラムが参照するデータベースに記載されている場合もあるので、データベースに対して行っても良く、また、設定ファイルに記載されている場合もあるため、設定ファイルに対して行っても良い。即ち、ソースコードのプログラム及びその関係する範囲を検索して、ＬＳＢ情報を検索する。

【0006】

特許文献１には、通信相手へ送信すべき各制御用データを、通信相手側で扱われる分解能のデータに変換するＬＳＢ変換（精度変換）処理を行い、その変換後のデータを通信相手へ送信するマイコンを備えた自動車用制御装置が開示されている。この装置においては、複数種類のＬＳＢ変換プログラムと、送信予定の各制御用データに対応するＬＳＢ変換プログラムの格納先頭アドレス（ＬＳＢ変換コールアドレス）を定義した物理値変換テーブルとを有している。そして、装置では、送信タイミング毎に実行される物理値変換部のプログラムによって、送信する制御用データに対応したＬＳＢ変換プログラムを上記テーブルの情報に基づき起動して、その制御用データを処理対象としたＬＳＢ変換処理を行い、変換されたデータを送信する。

【0007】

上記の特許文献１に開示の技術を応用したとしてもソースコードにおけるＬＳＢ演算が行われる箇所と、その箇所における演算内容を予め求めておく必要があり、予め求めておく処理はソースコードのプログラマーに頼らざるを得ず、プログラマーに大きな負担がかかることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０００－３１０１５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は上記のようなＬＳＢ演算における事情に鑑みなされたもので、その目的は、作成されたソースプログラムにおけるソースコードのＬＳＢ演算に関して不適切な箇所等を指摘することが可能なＬＳＢ演算チェック装置及びＬＳＢ演算チェック用プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置は、ソースプログラムのソースコードを分析し、演算に含まれる変数を検索する変数検索手段と、前記変数検索手段により検索された変数の値範囲を規定する情報に基づき当該変数の小数点以下の分解能を表すＬＳＢ分解能情報を含むＬＳＢ情報を検索するＬＳＢ情報検索手段と、ＬＳＢ情報が見つかると当該ＬＳＢ情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を出力する結果出力制御手段とを具備することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置を示す図。

【図2】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置に用いられるルール情報の一例を示す図。

【図3】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置に用いられるルール情報の例外の一例を示す図。

【図4】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置が参照するソースコード内のコメントと演算のコードとの位置関係の一例を示す図。

【図4A】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置が参照するソースコード内の、ソースコードに付設したコメントと演算のコードとの位置関係の一例を示す図。

【図4B】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置が参照するソースコード内の、引数と戻り値のＬＳＢ情報の一例を示す図。

【図4C】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置が参照するソースコード内の、内部変数とスタティック変数のＬＳＢ情報の一例を示す図。

【図4D】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置が参照するソースコード内の、グローバル変数のＬＳＢ情報の一例を示す図。

【図5】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置の動作の一例を示すフローチャート。

【図6】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置によりＬＳＢ分解能が不一致として指摘される一例を示す図。

【図7】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置によりＬＳＢ分解能が不一致として指摘される一例を示す図。

【図8】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置によりＬＳＢ分解能が不一致として指摘される一例を示す図。

【図9】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置によりオフセットが不一致として指摘される一例を示す図。

【図10】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置により単位が不一致として指摘される一例を示す図。

【図11】本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置により単位が不一致として指摘される一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下添付図面を参照して、本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置及びＬＳＢ演算チェック用プログラムを説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0013】

図１に、本発明の実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置を示す。この実施形態に係るＬＳＢ演算チェック装置は、データベース２００とＣＰＵ（中央処理装置）１００と、キーボード等の情報入力を行うための入力部１５０、情報を出力する出力手段としての表示手段３００とを備えている。即ち、ＬＳＢ演算チェック装置は、ワークステーション、サーバ、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置によって構成することができる。

【0014】

ＣＰＵ１００には、プログラムにより実現される各手段として、変数検索手段１１０、ＬＳＢ情報検索手段１２０、判定手段１３０、結果出力制御手段１４０が備えられている。変数検索手段１１０は、例えば入力部１５０から入力されてＣＰＵ１００へ到来するソースプログラムのソースコードを分析し、演算に含まれる変数を検索するものである。ＬＳＢ情報検索手段１２０は、上記変数検索手段１１０により検索された変数の値範囲を規定する情報（本実施形態では、主にコメントを検索の範囲とする）に基づき当該変数の小数点以下の分解能を表すＬＳＢ分解能情報を含むＬＳＢ情報を検索するものである。本実施形態では検索の範囲を主にコメントとするが、前述の通り、データベースや設定ファイル等、ＬＳＢ情報が設定されているところは全て検索の範囲とする。

【0015】

判定手段１３０は、ＬＳＢ情報が見つかると当該ＬＳＢ情報と各演算に関するルール情報とに基づき当該変数が含まれる演算が適正に行われるかを判定するものである。結果出力制御手段１４０は、上記判定手段１３０による判定結果を出力手段である表示手段３００へ出力するものである。

【0016】

データベース２００には、各演算に関するルール情報２１０が記憶されている。上記の各演算に関するルール情報２１０は、図２に示すように演算子が、算術演算子、比較演算子、ビット演算子、単純代入演算子などがある。この各演算子の演算においてＬＳＢ演算を行う場合には、変数のＬＳＢ情報（以下、「演算」において用いられる「ＬＳＢ情報」
を「変数のＬＳＢ情報」という）として、ＬＳＢ分解能情報、オフセット情報、単位情報が対応付けて記載されており、変数の数値に関する情報が一致することがルールである。即ち、演算における２つの変数の数値のＬＳＢ分解能情報、オフセット情報、単位情報のいずれもが一致することがルールである。

【0017】

ルール情報には、図３に示される例外の例示が示されている。１つ目は、「単位が同一であること」についての例外であり、図３の（１）に示されるように、異なる単位系への変換が生じる場合である。ここでは、電流（Ａ）と電圧（Ｖ）を掛けて電力（Ｗ）を得るような演算の場合である。この場合でも、接頭辞（ＳＩ接頭辞）は一致している必要がある。２つ目は図３の（２）に示されるように、「単位が同一であること」についての例外であり、接頭辞を変化させる演算の場合である。３つ目は（３）により示されており、「演算前後のＬＳＢについては異なっていてもよい」という例外であり、演算前に、ＬＳＢが一致した変数であり、オフセットが０であり、単位が一致している場合には、演算でき、演算後にＬＳＢを変更することが許される。

【0018】

また、変数のＬＳＢ情報は、図４に示すように、プログラムのコメント欄に記載されても良い。コメント欄におけるコメントＣＯＭ１の行には、変数ａについて、ＬＳＢ分解能情報はいくつか、オフセットはいくつか、単位はどの様かが記載される。また、コメントＣＯＭ２の行には、変数ｂについて、ＬＳＢ分解能情報はいくつか、オフセットはいくつか、単位はどの様かが記載される。コメントＣＯＭ１とコメントＣＯＭ２の次に、変数ａと変数ｂに関する演算式と、変数ａと変数ｂの整数型による数値などによって演算のソースコードＳＣが記載される。

【0019】

変数のＬＳＢ情報は、図４Ａに示すように、変数の値の範囲と共に、変数の値の範囲の次に記載することができる。この例において、変数ａにはＬＳＢ分解能情報、オフセット、単位のいずれも設定されておらず、変数ｂにはＬＳＢ分解能情報、オフセット、単位の全てが設定されており、変数ｃにはＬＳＢ分解能情報とオフセットが設定されており、変数ｄにはＬＳＢ分解能情報のみが設定されており、変数ｅにはＬＳＢ分解能情報と単位が設定されており、変数ｆには単位のみが設定されている。

【0020】

図４Ｂは、或るプログラムにおいて用いる変数に関するソースコードにより記述が図４Ｂの上欄のようになされている場合に、ソースコードの記述における引数と戻り値のＬＳＢ情報が図４Ｂの下欄のような構成でデータベースに格納している例を示す。上記の各引数や戻り値のＬＳＢ情報が記憶されているデータベースのレコードは、プログラム「ｓｒｃ／ｍａｉｎ．ｃ」から辿ることが可能なように図示しないコメントによりソースコードに記述しておくことができるし、関数名と、その関数が定義されているソースファイルパスから辿ることもできる。変数のＬＳＢ情報は、図４Ｂに示すように、関数の引数と戻り値に設定することができ、その具体的内容は、プログラム「ｓｒｃ／ｍａｉｎ．ｃ」内ではなく、データベースに記憶しておくことができることを示している。その内容は、図４Ｂの下欄の表に示すように設定される。「引数１」にはＬＳＢ分解能情報「０．００１」と単位「ｍ」が設定されており、「引数２」にはＬＳＢ分解能情報「０．０１」、オフセット「－２７３．１５」、単位「℃」のいずれもが設定されており、「引数３」には単位「Ｖ」のみが設定されている。戻り値は、「０，１」である。

【0021】

変数のＬＳＢ情報は、図４Ｃに示すように、グローバル変数に設定することができる。その具体的内容は、プログラム「ｓｒｃ／ｓｕｂ１．ｃ」内ではなく、別のファイルＦ２として例えばデータベースに記憶しておくことができる。図４Ｃの上欄に記載のグローバル変数ｇ＿ｖａｌｕｅ１～ｇ＿ｖａｌｕｅ６に対して、図４Ｃの下欄の表に示すように設定される。上記のＬＳＢ情報が記憶されているデータベースのレコードは、プログラム「ｓｒｃ／ｓｕｂ１．ｃ」から辿ることが可能なように図示しないコメントによりソースコードに記述しておくことができるし、変数名と、その変数が定義されているソースファイルパスから辿ることもできる。

【0022】

変数のＬＳＢ情報は、図４Ｄに示すように、内部変数とスタティック変数に設定することができる。その具体的内容は、図４Ｄの上欄に記載のプログラム「ｓｒｃ／ｓｕｂ２．ｃ」内ではなく、別のファイルＦ３として例えばデータベースに記憶しておくことができる。その内容は、図４Ｄの上欄に記述されている「ｉｎｔ ｉ」、「ｃｈａｒ ｊ」、「ｉｎｔ ｋ」、「ｓｈｏｒｔ ｌ」、「ｌｏｎｇ ｍ」、「ｉｎｔ ｎ」のｉ～ｎに対し、図４Ｄの下欄の表の「ＬＳＢ」欄に示すように設定される。上記のＬＳＢ情報が記憶されているデータベースのレコードは、プログラム「ｓｒｃ／ｓｕｂ１．ｃ」から辿ることが可能なように図示しないコメントによりソースコードに記述しておくことができるし、変数名と、その変数が定義されているソースファイルパスと行番号から辿ることもできる。

【0023】

以上のように構成されたプログラム検査装置は、図５のフローチャートに示すようにＬＳＢ演算チェックを行う。例えば入力部１５０から入力されてＣＰＵ１００へ到来するソースプログラムのソースコードを分析し、演算に含まれる変数を検索する（Ｓ１１）。検索した変数のコメントに基づきＬＳＢ情報を検索する（Ｓ１２）。

【0024】

次に、ステップＳ１２の検索によってＬＳＢ情報を見つけることができたか否かを検出し（Ｓ１３）、検出できなければステップＳ１１へ戻って処理を続ける。一方、ステップＳ１３においてＹＥＳへ分岐すると、ＬＳＢ分解能が２つの変数において一致（不一致には、一方の変数にＬＳＢ分解能が定義されていない場合を含む）しているというルールを満たすかを検出する（Ｓ１４）。勿論、このステップＳ１４では、演算に例外があれば、例外に該当するかを検出する。ここでルールが満たされていなければ、「２つの変数においてＬＳＢ分解能が一致していません」等のチェック結果のコメントを出力し（Ｓ１５）、ルールが満たされていればステップＳ１６へ進む。このＬＳＢ分解能が不一致によりＮＧとなるケースの例が図６と図７と図８に示されている。図６は演算の場合を示し、図７は代入演算の場合を示し、図８は条件分岐の演算の場合を示す。

【0025】

ステップＳ１６では、オフセットの一致（不一致には、一方の変数にオフセットが定義されていない場合を含む）が検出される（Ｓ１６）。勿論、このステップＳ１６でも、演算に例外があれば、例外に該当するかを検出する。ここでルールが満たされていなければ、「２つの変数においてオフセットの値が一致していません」等のチェック結果のコメントを出力し（Ｓ１７）、ルールが満たされていればステップＳ１８へ進む。このケースの例が図９に示されている。図９は、演算（加算）の場合にＮＧとなる例が示されている。

【0026】

ステップＳ１８では、単位の一致（不一致には、一方の変数に単位が定義されていない場合を含む）が検出される（Ｓ１８）。勿論、このステップＳ１８でも、演算の例外があれば、例外に該当するかを検出する。ここでルールが満たされていなければ、「２つの変数において単位が一致していません」等のチェック結果のコメントを出力し（Ｓ１９）、単位が一致すると、チェック対象に係るソースコードが残っているかを検出し（Ｓ２０）、ＹＥＳとなるとステップＳ１１へ戻って次の演算に対するチェックへと進む。また、ステップＳ２０においてＮＯとなると動作終了となる。このケースの例が図１０と図１１に示されている。図１０は代入演算の場合を示し、図１１は条件分岐の演算の場合を示す。

【0027】

なお、以上のステップＳ１４とステップＳ１６とステップＳ１８とのいずれにおいてもＹＥＳへ分岐した場合には、ステップＳ２０へ進む前に、当該演算のソースコードの位置を特定し、演算が適切になされることを示す結果情報を出力するようにしても良い。

【符号の説明】

【0028】

１００ ＣＰＵ
１１０ 変数検索手段
１２０ ＬＳＢ情報検索手段
１３０ 判定手段
１４０ 結果出力制御手段
１５０ 入力部
２００ データベース
２１０ ルール情報
３００ 表示手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】