特許 7583678 汎用試験システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】汎用試験システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 11/22 20060101AFI20241107BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20241107BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

G06F11/22 673A

G01R31/26 A

G01R31/26 B

G01R31/28 H

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021102824

(22)【出願日】2021-06-22

(65)【公開番号】P2023001928

(43)【公開日】2023-01-10

【審査請求日】2024-01-26

(73)【特許権者】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 潤一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100188514

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 隆裕

(72)【発明者】

【氏名】中原 正仁

【審査官】坂庭 剛史

(56)【参考文献】

【文献】特表２００１－５２２０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７０７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－３００２４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １１／２２

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被試験体の複数の特性項目のそれぞれについて、特性項目に応じた所定の計測条件で計測するための計測処理内容が所定の計測順序に相当するレシピナンバーと関連付けて記述された計測プログラムを格納したホストコンピュータと、
前記複数の特性項目のそれぞれに対応して設けられ、自身に割り当てられた計測プログラムに従った計測処理内容を実行する複数の計測用機能ボードと、
前記複数の計測用機能ボードのそれぞれについて、同じレシピナンバーの計測処理の開始タイミングを同期させる同期制御を実行する同期制御ボードと
を備え、
前記複数の計測用機能ボードのそれぞれおよび前記同期制御ボードは、相互通信可能に接続され、
前記ホストコンピュータは、
複数の特性項目のすべてに対応する計測プログラムを、前記複数の計測用機能ボードのそれぞれおよび前記同期制御ボードに対して一括してダウンロードした後に前記同期制御ボードに対して一括計測開始指令を出力し、
前記一括計測開始指令の返答として、前記同期制御ボードから全レシピの計測完了通知を受信することで、前記複数の特性項目のすべてに対応する計測プログラムによる計測処理が完了したと判定し、
前記複数の計測用機能ボードのそれぞれおよび前記同期制御ボードは、前記ホストコンピュータからダウンロードされた前記計測プログラムを受信してメモリに格納し、
前記同期制御ボードは、前記ホストコンピュータから前記一括計測開始指令を受信すると、レシピナンバーを１に初期化し、前記複数の計測用機能ボードのそれぞれに対して、初期化後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を同期させて出力し、
前記複数の計測用機能ボードのそれぞれは、前記同期制御ボードから前記現在のレシピナンバーの計測開始信号を受信すると、前記メモリに格納されていた前記計測プログラムの中から抽出した自身に割り当てられた前記現在のレシピナンバーに対応する計測プログラムに従って計測処理を実行し、計測結果を前記メモリに格納するとともに、前記現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を前記同期制御ボードに送信し、
前記同期制御ボードは、前記複数の計測用機能ボードのすべてから前記現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を受信することで、レシピナンバーを＋１だけインクリメントして前記現在のレシピナンバーを更新し、前記複数の計測用機能ボードのそれぞれに対して、更新後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を同期させて出力することで更新処理を実行し、
前記複数の計測用機能ボードのそれぞれは、前記同期制御ボードから前記更新後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を受信すると、前記メモリに格納されていた前記計測プログラムの中から抽出した自身に割り当てられた前記更新後の現在のレシピナンバーに対応する計測プログラムに従って計測処理を実行し、計測結果を前記メモリに格納するとともに、前記更新後の現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を前記同期制御ボードに送信することで、再計測処理を実行し、
前記同期制御ボードによる前記更新処理と、前記複数の計測用機能ボードのそれぞれによる前記再計測処理とを、最終のレシピナンバーに関する計測処理が完了するまで繰り返し、
前記同期制御ボードは、前記複数の計測用機能ボードのすべてから前記最終のレシピナンバーに関する計測終了信号を受信することで、全レシピの計測処理が終了したと判定し、前記一括計測開始指令の返答として前記ホストコンピュータに対して前記全レシピの計測完了通知を送信する
汎用試験システム。

【請求項2】

前記同期制御ボード１０は、前記複数の計測用機能ボードのすべてから前記現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を受信した際には、前記計測プログラムの前記計測処理内容に応じて、前記複数の計測用機能ボードのそれぞれの前記メモリ内に格納された前記計測結果の中から必要なデータを読み出し、読み出した前記必要なデータに基づいて演算処理を実行することで演算処理結果を算出し、算出した前記演算処理結果を自身のメモリに格納する
請求項１に記載の汎用試験システム。

【請求項3】

前記ホストコンピュータは、前記一括計測開始指令の返答として、前記同期制御ボードから前記全レシピの計測完了通知を受信した場合には、前記複数の計測用機能ボードのそれぞれのメモリに格納された前記計測結果を読み出すことで、前記複数の特性項目に対する計測処理結果を取得する
請求項１に記載の汎用試験システム。

【請求項4】

前記ホストコンピュータは、前記一括計測開始指令の返答として、前記同期制御ボードから前記全レシピの計測完了通知を受信した場合には、前記複数の計測用機能ボードのそれぞれのメモリに格納された前記計測結果を読み出すとともに、前記同期制御ボードのメモリに格納された前記演算処理結果を読み出すことで、前記複数の特性項目に対する計測処理結果を取得する
請求項２に記載の汎用試験システム。

【請求項5】

前記同期制御ボードおよび前記複数の計測用機能ボードのそれぞれは、前記被試験体に関する計測データを収集するために外部回路と接続される専用回路部を有し、
前記専用回路部は、その他の回路と電気的に絶縁されている
請求項１から４のいずれか１項に記載の汎用試験システム。

【請求項6】

前記同期制御ボードおよび前記複数の計測用機能ボードのそれぞれは、テストバスにより相互に接続されており、前記テストバスを介して相互通信可能であり、
前記ホストコンピュータは、有線または無線による通信手段により前記同期制御ボードおよび前記複数の計測用機能ボードのそれぞれと相互通信可能に接続されている
請求項１から５のいずれか１項に記載の汎用試験システム。

【請求項7】

前記通信手段は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔである
請求項６に記載の汎用試験システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、デバイス、モジュール製品等の被試験体における複数の特性項目を、複数箇所で所定の同期タイミングで計測できる汎用試験システムに関する。

【背景技術】

【0002】

パワーデバイス、パワーデバイスがアッセンブルされたモジュール等の被試験体の自動試験システムは、その被試験体の各端子へ所定の条件で信号を印加し、所定のタイミングで被試験体から応答出力される信号を検出する。そして、自動試験システムは、検出結果と規格値とを比較判定することにより、被試験体の特性性能の良否検証を行うこととなる。

【0003】

このような被試験体の特性性能検証において良否検証すべき項目は、１項目のみでなく複数項目あり、また計測点も複数ある。そして、所定の計測条件に従って計測する特性項目の計測処理内容は、項目毎また端子毎で異なり、特性性能検証は、項目毎に逐次計測処理を行っていくこととなる。

【0004】

なお、所定の計測条件とは、被試験体の計測に係る各端子に外部接続される計測回路条件、外部接続負荷の条件、入力端子へ印加される信号の条件、計測する出力端子の計測項目（電圧値、電流値等）を計測するタイミングの条件、等が挙げられる。

【0005】

図５は、従来の試験システムの全体構成図である。複数の特性項目毎の計測処理内容は、試験システム全体を管理するホストコンピュータ５０１に、特性項目毎の計測ステップ順序と計測処理内容がプログラミングされた計測プログラムとして格納されている。

【0006】

ホストコンピュータ５０１からの計測開始の指令に伴って、試験装置本体５０２に組み込まれている計測制御ボード５１０に計測プログラムが送信される。計測制御ボード５１０は、バスライン５０６にて接続されている計測用機能ボード５２０－１～５２０－Ｎへ、計測動作の指令信号を送信する。計測用機能ボード５２０－１～５２０－Ｎは、指示された特性項目毎の計測プログラムに基づいて、計測を実行する。

【0007】

そして、計測制御ボード５１０は、各計測用機能ボード５２０－１～５２０－Ｎで得られた計測データを収集し、ホストコンピュータ５０１へアップロードする。また、計測のための計測用機器となる、例えば電源装置、計測機器等は、ホストコンピュータ５０１からＵＳＢの通信手段により制御されて計測処理を行う。

【0008】

このように、従来の試験システムは、計測処理の実行にあたり、計測ステップ毎にホストコンピュータ５０１、計測制御ボード５１０、および計測用機能ボード５２０－１～５２０－Ｎの間で、計測プログラムおよび計測結果データの送受信が行われることとなる。

【0009】

すなわち、従来の試験システムは、各ボードとホストコンピュータ５０１との間で計測プログラムおよび計測結果データを送受信しながら、逐次計測ステップ毎の特性計測処理を行うシステムとなっている。

【0010】

従って、計測処理に通信が介在するため、時間を要し、また、ホストコンピュータ５０１が計測ステップ毎に介在するため、計測タイミングの同期性に欠けていた。このように、従来の自動試験システムは、被試験体の複数の特性性能検証のための計測処理の高速性、および計測の同期性に乏しいという欠点があった。

【0011】

このような欠点を解決するための従来技術として、並列試験装置がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に係る並列試験装置は、被試験デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ、以下ＤＵＴと称す）に対する複数の計測処理をそれぞれ行う計測器と、並列試験装置とが、対で構成され、ＧＰ－ＩＢ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｏｕｐｏｓｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｂｕｓ）通信線で互いに接続されている。

【0012】

複数の系統により構成されている並列試験システムにおいては、これらを制御する制御装置（パーソナルコンピュータ）から送信される試験用プログラムが、並列試験装置の記憶装置に格納される。

【0013】

パーソナルコンピュータからＲＳ２３２Ｃの通信線を通して各並列試験装置へ試験開始指令が送信されることで、並列試験プログラムが実行される。そして、並列試験プログラムが実行されることで、計測用装置は、試験処理を行って、ＤＵＴからの出力を取得し、計測データとして並列試験装置に返送する。並列試験装置は、計測データをメモリに格納後、上位のパーソナルコンピュータに計測データを送信して、一連の試験が終了となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【文献】特開２００９－３００２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

しかしながら、並列試験装置に制御命令を指令するパーソナルコンピュータには、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）およびアプリケーションソフトが組込まれており、命令実行中において、パーソナルコンピュータ側のプログラムが動作することがある。この結果、複数の並列試験装置に対するそれぞれの制御指令のタイミングのズレ、遅れが生じる。

【0016】

さらに、ズレ、遅れの時間も一定ではないため、各々の並列試験装置の試験プログラムに、あらかじめ時間のズレ、遅れを想定したタイミング設定をしておくこともできない。従って、計測タイミングの同期性が損なわれることとなり、被試験体における特性計測に対する所定の計測における信頼性が確保できない問題点がある。

【0017】

本開示は、特にパワーデバイス、パワーデバイスをアッセンブリしたモジュール等の被試験体の特性を計測するための試験システムとして、複数ある特性項目の計測の同期性、および高速性を図った汎用試験システムを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

この開示における汎用試験システムは、被試験体の複数の特性項目のそれぞれについて、特性項目に応じた所定の計測条件で計測するための計測処理内容が所定の計測順序に相当するレシピナンバーと関連付けて記述された計測プログラムを格納したホストコンピュータと、複数の特性項目のそれぞれに対応して設けられ、自身に割り当てられた計測プログラムに従った計測処理内容を実行する複数の計測用機能ボードと、複数の計測用機能ボードのそれぞれについて、同じレシピナンバーの計測処理の開始タイミングを同期させる同期制御を実行する同期制御ボードとを備え、複数の計測用機能ボードのそれぞれおよび同期制御ボードは、相互通信可能に接続され、ホストコンピュータは、複数の特性項目のすべてに対応する計測プログラムを、複数の計測用機能ボードのそれぞれおよび同期制御ボードに対して一括してダウンロードした後に同期制御ボードに対して一括計測開始指令を出力し、一括計測開始指令の返答として、同期制御ボードから全レシピの計測完了通知を受信することで、複数の特性項目のすべてに対応する計測プログラムによる計測処理が完了したと判定し、複数の計測用機能ボードのそれぞれおよび同期制御ボードは、ホストコンピュータからダウンロードされた計測プログラムを受信してメモリに格納し、同期制御ボードは、ホストコンピュータから一括計測開始指令を受信すると、レシピナンバーを１に初期化し、複数の計測用機能ボードのそれぞれに対して、初期化後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を同期させて出力し、複数の計測用機能ボードのそれぞれは、同期制御ボードから現在のレシピナンバーの計測開始信号を受信すると、メモリに格納されていた計測プログラムの中から抽出した自身に割り当てられた現在のレシピナンバーに対応する計測プログラムに従って計測処理を実行し、計測結果をメモリに格納するとともに、現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を同期制御ボードに送信し、同期制御ボードは、複数の計測用機能ボードのすべてから現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を受信することで、レシピナンバーを＋１だけインクリメントして現在のレシピナンバーを更新し、複数の計測用機能ボードのそれぞれに対して、更新後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を同期させて出力することで更新処理を実行し、複数の計測用機能ボードのそれぞれは、同期制御ボードから更新後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を受信すると、メモリに格納されていた計測プログラムの中から抽出した自身に割り当てられた更新後の現在のレシピナンバーに対応する計測プログラムに従って計測処理を実行し、計測結果をメモリに格納するとともに、更新後の現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を同期制御ボードに送信することで、再計測処理を実行し、同期制御ボードによる更新処理と、複数の計測用機能ボードのそれぞれによる再計測処理とを、最終のレシピナンバーに関する計測処理が完了するまで繰り返し、同期制御ボードは、複数の計測用機能ボードのすべてから最終のレシピナンバーに関する計測終了信号を受信することで、全レシピの計測処理が終了したと判定し、一括計測開始指令の返答としてホストコンピュータに対して全レシピの計測完了通知を送信するものである。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、特にパワーデバイス、パワーデバイスをアッセンブリしたモジュール等の被試験体の特性を計測するための試験システムとして、複数ある特性項目の計測の同期性、および高速性を図った汎用試験システムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の実施の形態１に係る汎用試験システムの構成を示すブロック図である。

【図2】本開示の実施の形態１に係る図１に示した試験装置本体２に搭載されている各種ボードの機能を説明した図である。

【図3】本開示の実施の形態１における図１のホストＰＣ、同期制御ボード、計測用機能ボード、および関連の計測用機器の動作をタイムチャートとして示した図である。

【図4】本開示の実施の形態１における図１のホストＰＣ、同期制御ボード、および計測用機能ボードの一連の作用動作を示すフローチャートである。

【図5】従来の試験システムの全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本開示に係る汎用試験システムの実施の形態に関し、図面を用いて説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。

【0022】

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る汎用試験システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る汎用試験システムは、同期制御ボード１０と、複数の計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎとを備えている。また、図２は、本開示の実施の形態１に係る図１に示した試験装置本体２に搭載されている各種ボードの機能を説明した図である。

【0023】

図１において、被試験体２００は、ピンボード治具装置２１０の治具プレート２１１にセットされている。被試験体２００としては、例えば、パワーデバイス、または複数のパワーデバイスをアッセンブルしてモジュール化したユニット製品が挙げられる。被試験体２００において評価される特性性能は、一般的には複数項目あり、また、特性の計測に係わる被試験体２００の端子部も複数ある。

【0024】

被試験体２００の各端子部（図示なし）への電気的接続は、プローブピン２１２で行われる。被試験体２００の特性計測に必要なインターフェース回路は、治具上回路２２０として被試験体２００の近傍に設けられている。治具上回路２２０は、被試験体２００の各端子への特性計測用の外部配線計測回路構成、負荷接続有無、負荷容量等の負荷構成、等が設定できる回路となっている。

【0025】

治具上回路２２０は、試験装置本体２内に設置されている各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎの各コネクタ１と外部接続ケーブル７を介して接続されている。計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、所定の制御指令が設定される他、被試験体２００の信号印加に応じた出力応答の計測を行う。

【0026】

また、被試験体２００の特性計測において、例えば、高電圧の電気量計測を行う計測条件では、市販の高電圧計測用の機器３０－１を計測用機器として使用することがある。また、高電圧を印加する計測条件では、市販の電源装置３０－Ｎを計測用機器として使用することがある。

【0027】

計測用機器３０－１～３０－Ｎは、所定の機能を備えた計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎとの組合せで使用されることになり、これにより、計測用機器３０－１～３０－Ｎを活用した計測が可能となる。

【0028】

各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、試験装置本体２のカードラック筐体内に設置され、各計測に対応した専用の機能ボードとなっている。さらに、計測用機器３０－１～３０－Ｎは、同様にラック内に設置されている同期制御ボード１０と、バックプレーンのテストバス６で相互に接続されている。同期制御ボード１０は、テストバス６を介して計測処理に係る制御指令を、電気的に各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎに通知できるようになっている。

【0029】

試験システム全体を管理するホストコンピュータ１（以下、ホストＰＣ１と称す）と、これら各ボードとは、通信手段５、ハブ３、および通信手段４を介して相互に通信可能な構成となっている。例えば、通信手段４、５としては、図２に示したように、Ｅｔｈｅｒｎｅｔを使用することが考えられる。なお、通信手段４、５は、無線通信であってもよく、この場合には、図２における通信回路１１０を無線送受信用対応の回路とすることで対応できる。

【0030】

図１において、ホストＰＣ１は、汎用のパーソナルコンピュータが使われることが多い。ホストＰＣ１は、試験システム全体を管理し、被試験体２００の複数の特性項目の計測処理内容を記述した計測プログラムがメモリに格納されている。

【0031】

特性計測プログラムは、試験対象となる被試験体２００の特性項目毎の計測処理内容を、項目を計測するステップ（順番）毎に、そのステップでの所定の計測方法をテストレシピファイルＳ１０１としてプログラム化され、ホストＰＣ１のメモリに格納されている。また、計測結果は、計測結果ファイルＳ１０２として、ホストＰＣ１のメモリに格納される。

【0032】

レシピファイルＳ１０１のレシピナンバーは、被試験体２００の特性項目毎の順番とし、それぞれのレシピナンバー毎に以下のような計測条件がテーブル一覧として記載されている。
・被試験体２００の特性を計測するために印加する電気的印加条件
・端子の外部配線計測回路構成
・条件に従った印加から応答出力を計測するまでの時間条件
・計測結果を判定するまでの規格値（Ｍｉｎ値、Ｍａｘ値、もしくは一致データ）
・今回計測（レシピナンバー：Ｎ）に必要な計測時間想定値
・今回計測（レシピナンバー：Ｎ）と次回計測（レシピナンバー：Ｎ＋１）間のウェイト時間

【0033】

換言すると、被試験体２００に関する複数の特性項目のそれぞれについて、特性項目に応じた所定の計測条件で計測するための計測処理内容が、所定の計測順序に相当するレシピナンバーと関連付けて記述された計測プログラムが、ホストＰＣ１に格納されている。

【0034】

図２において、試験装置本体２のラックに設置されている同期制御ボード１０および各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎには、ホストＰＣ１との通信用にポート１１７およびＬＡＮトランシーバ回路１１０が設けられており、通信手段４、５によりＥｔｈｅｎｅｔ接続されている。

【0035】

各ボードには、プログラム実行および通信制御演算機能用として、メモリ１１１、ＣＰＵ１１２、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）１１３が組み込まれた回路が設けられている。ＣＰＵ１１２は、通信手段４、５のＥｔｈｅｒｎｅｔ制御を行い、ＦＰＧＡ１１３は、計測側の制御を行う仕組みとなっている。

【0036】

一方、各ボードは、コネクタ２でラック筐体に装着されており、通信変換回路１１６を備え、バックプレーンのテストバス６にて相互に接続されている。また、各ボードは、夫々計測の機能に応じた入出力用の専用回路を搭載できる専用回路部１１５を備えている。

【0037】

専用回路部１１５の具体例としては、出力対応回路（ＤＯ）、入力対応回路（ＤＩ）、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）、デジタル／アナログ変換回路（Ｄ／Ａ）が挙げられる。また、専用回路部１１５は、通信制御が必要な計測用機器制御に対応した、例えば、シリアル通信回路等の専用回路が組込まれるボードになっている。

【0038】

これらの専用回路部１１５は、コネクタ１から計測用機器３０－１～３０－Ｎ、あるいは被試験体２００の治具上回路２２０と、ケーブル接続されている。

【0039】

被試験体２００は、前述のように、パワー系の電子製品であり、高電圧、または大電流の印加・計測が想定される。高電圧、大電流では、ノイズレベルが大きく、計測への影響が考えられる。

【0040】

このため、同期制御ボード１０、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎの各ボードにおいては、被試験体２００側とケーブル接続される側のコネクタ１およびコネクタ２に直接関連した専用回路部１１５および通信変換回路１１６と、演算制御機能を有するＦＰＧＡ１１３側の回路とが、アイソレータ１１４によって電気的に絶縁された回路として構成されている。このような構成を採用することで、耐ノイズ性を配慮したボードを備えた試験システムを実現している。

【0041】

次に、本開示に係る汎用試験システムに関する作用・動作について、図３および図４を用いて、さらに詳細に説明する。

【0042】

図３は、本開示の実施の形態１における図１のホストＰＣ１、同期制御ボード１０、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎ、および関連の計測用機器３０－１～３０－Ｎの動作をタイムチャートとして示した図である。

【0043】

汎用試験システム全体を管理するホストＰＣ１のメモリには、被試験体２００の計測プログラムが格納されている。計測プログラムは、前述したとおり、被試験体２００の性能に係る特性項目の計測処理内容が、テストレシピファイルとして記述されたものである。

【0044】

試験対象となる被試験体２００の計測プログラムとなるテストレシピファイルがホストＰＣ１から同期制御ボード１０、および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎのそれぞれに一括してダウンロードされる。

【0045】

図３では、被試験体２００の品種０１の特性計測のためのプログラムであり、全ての特性項目を計測処理するプログラムｐ０１を、この準備段階で一括ダウンロードする場合を例示している。ここで、プログラムｐ０１は、計測プログラムｐ０１０～ｐ０１Ｎを備えている。

【0046】

また、それぞれの計測プログラムｐ０１０～ｐ０１Ｎには、レシピナンバー１～レシピナンバーＮにわたる各計測プログラムが含まれている。従って、ホストＰＣ１は、ある品種０１の特性計測を行う際に、レシピナンバー１～レシピナンバーＮにわたる全てのレシピナンバーに対応する各計測プログラムを、計測処理前に一括して送信している。

【0047】

ホストＰＣ１からダウンロードされたプログラムは、同期制御ボード１０、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎの夫々のメモリ１１１に格納される。図３では、同期制御ボード１０に計測プログラムｐ０１０が格納され、Ｎ枚の計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎに対して、計測プログラムｐ０１１～ｐ０１Ｎが格納される場合を例示している。

【0048】

試験対象である被試験体２００が治具プレート２１１上にセットされることで、試験の準備が整うと、ホストＰＣ１からは、通信にて、同期制御ボード１０に計測開始指令が通知される。

【0049】

ホストＰＣ１から一括計測開始指令を受信することにより、同期制御ボード１０は、各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎに対し、テストレシピナンバー、および計測開始タイミング（同期計測）を示す計測開始信号の通知を計測開始指令として送信する。

【0050】

図３において、計測用機能ボード２０－１は、同期制御ボード１０からの計測開始指令を受けると、メモリに格納されているレシピナンバー１の計測プログラムｐ０１１を実行することで計測処理を行い、コネクタ１よりケーブル接続されている計測用機器３０－１の計測処理を制御する。

【0051】

また、計測用機能ボード２０－２も、同様に、同期制御ボード１０からの計測開始指令を受け、他の計測用機能ボードと同期した計測タイミングで計測用プログラムｐ０１２を実行することで計測処理を行う。

【0052】

さらに、計測用機能ボード２０－Ｎも、同様に、同期制御ボード１０からの計測開始指令を受け、他の計測用機能ボードと同期したタイミングで計測プログラムｐ０１Ｎを実行することで計測処理を行う。具体的には、計測用機能ボード２０－Ｎは、コネクタ１より外部ケーブル接続されている計測用機器３０－Ｎ（図３では電源装置）を制御し、被試験体２００に対し所定の電源を印加する計測処理を実行する。

【0053】

このように、各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、同期制御ボード１０からの計測開始指令により、同期してプログラムを実行する。具体的には、各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、被試験体２００に対し所定の計測条件を設定し、所定の計測タイミングで被試験体２００の応答出力値を取得し、レシピナンバー１の規格値との比較により良否判定を行い、良否判定結果を当該ボードのメモリ１１１に格納する。

【0054】

そして、各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、夫々計測が終了したタイミングで、１つのレシピナンバーに関する計測が終了したことを示す「計測終了信号」を、テストバス６を通じて同期制御ボード１０に通知する。

【0055】

同期制御ボード１０は、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎの夫々からレシピナンバー１の計測が終了したことを示す計測終了信号を受信し、すべての計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎによるレシピナンバー１の計測が終了したと判定した場合には、ウェイト時間監視を行って、次のレシピナンバー２の計測に移行する。

【0056】

レシピナンバー１の場合と同様に、同期制御ボード１０は、各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎに対し、テストレシピナンバー２、および計測開始タイミング（同期計測）を示す計測開始信号の通知を計測開始指令として送信する。

【0057】

各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎ、および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎに接続されている計測用機器３０－１～３０－Ｎは、すでにメモリに格納されているプログラムの中から通知されてきたレシピナンバー２のプログラムを実行することで、所定の計測処理を行う。

【0058】

さらに、レシピナンバー１の場合と同様に、各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、被試験体２００の応答出力値を取得し、レシピナンバー２の規格値との比較により良否判定を行い、良否判定結果を当該ボードのメモリ１１１に格納する。

【0059】

なお、計測プログラムｐ０１２におけるレシピナンバー２に対応する計測プログラムが、例えば、計測用機能ボード２０－２の計測データＤＡ０１２２と、従前のレシピナンバー１で取得した計測データＤＡ０１２１との差分変化値を判定するという計測内容のプログラムであった場合を考える。

【0060】

この場合には、同期制御ボード１０は、計測用機能ボード２０－２のメモリにある計測データＤＡ０１２１と計測データＤＡ０１２２を、通信手段５（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を使って読込み、差分変化値を求める四則演算、および規格値との比較判定処理を行い、判定結果をメモリに格納する処理を実行する。

【0061】

なお、四則演算は一例であり、同期制御ボード１０は、計測処理内容に応じて、それぞれの計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎのメモリ内に格納された計測結果の中から必要なデータを読み出して、所望の演算処理を実行することで演算処理結果を算出し、算出した演算処理結果を自身のメモリに格納することができる。

【0062】

レシピナンバーＮにおける計測処理も同様に実行される。品種０１に関する最後のレシピナンバーＮの計測完了をすべての計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎから受信すると、同期制御ボード１０は、一連の特性計測完了をホストＰＣ１に通知する。この結果、ホストＰＣ１は、各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎおよび同期制御ボード１０のメモリに格納されている計測結果データをアップロードすることで、一括計測開始指令の返答として、最終的に、複数の特性項目に対する計測処理結果を取得することができる。

【0063】

ホストＰＣ１は、アップロードした計測処理結果を計測結果ファイルに整理格納し、また、総合判定としての結果をモニタ上に表示する。

【0064】

そして、検証評価する被試験体２００の品種が０１から０２に変わった場合、特性項目の計測には、品種０２に対応する計測プログラムｐ０２が選択される。そして、ホストＰＣ１は、計測プログラムｐ０１の場合と同様に、試験装置側の各ボードに計測プログラムｐ０２をダウンロードするところから始める。

【0065】

品種０２に関するその後の計測に関するタイムチャートについては、品種０１のケースと同様であり、具体的な説明を省略する。

【0066】

次に、本実施の形態１における図１の試験システムについて、作用動作を示すフローチャートに基づいて、要点を説明する。図４は、本開示の実施の形態１における図１のホストＰＣ１、同期制御ボード１０、および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎの一連の作用動作を示すフローチャートである。

【0067】

図４において、工程Ｓ４００は、ホストＰＣ１での操作であり、工程Ｓ４０１および工程Ｓ４０２を有している。工程Ｓ４０１において、ホストＰＣ１は、格納されている複数品種の被試験体２００の計測プログラムの中から、試験を行う品種のプログラムを選択する。ホストＰＣ１は、この工程Ｓ４０１の処理を、オペレータの選択入力に基づいて実行することができる。

【0068】

次に、工程Ｓ４０２において、ホストＰＣ１は、選択結果に基づいて、被試験体の全ての特性項目の計測内容が記述された計測プログラムのレシピファイルを一括して、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎにダウンロードする。

【0069】

次の工程Ｓ４１０は、同期制御ボード１０の処理内容であり、工程Ｓ４１１～工程Ｓ４１４を有している。工程Ｓ４１１において、同期制御ボード１０は、ホストＰＣ１から計測のスタートコマンドに相当する一括計測開始指令を受信したか否かを判定する。そして、同期制御ボード１０は、スタートコマンドを受信したと判定した場合には、工程Ｓ４１２の処理に進み、レシピナンバーを初期化する。具体的には、同期制御ボード１０は、レシピナンバーを１に初期化し、初期化後の現在のレシピナンバーとする。

【0070】

次に、工程Ｓ４１３において、同期制御ボード１０は、現在のレシピナンバー（４１３－１～４１３－Ｎ）を各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎに通知する。さらに、工程Ｓ４１４において、同期制御ボード１０は、計測イネーブル信号（４１４－１～４１４－Ｎ）を各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎに通知する。

【0071】

次の工程Ｓ４２０は、計測処理を実行する工程であり、工程Ｓ４２１～工程Ｓ４２３を有している。工程４２１において、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、メモリ１１１から今回のテストレシピナンバーに対するテストレシピデータを読込む。すなわち、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、自身のメモリに格納されている計測プログラムの中から自身に割り当てられた現在のレシピナンバーに対応する計測プログラムをテストレシピデータとして抽出する。

【0072】

そして、工程Ｓ４２２において、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎ各は、読み込んだテストレシピデータの中に計測処理命令があるか否かを判定する。そして、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、計測処理命令があると判定した場合には工程Ｓ４２３に進む。一方、計測処理命令がないと判定した場合には、同期制御ボード１０では工程Ｓ４５２に進み、計測用機能ボード２０－１～２０ーＮでは工程Ｓ４４２に進む。

【0073】

工程Ｓ４２３に進んだ場合には、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０ーＮは、それぞれの専用回路部１１５を用いて、テストレシピデータに基づいたボード専用の計測処理を実施し、計測結果データを自身のメモリ１１１に保存する。

【0074】

次の工程Ｓ４３０は、計測値を規格値と比較判定する工程であり、工程Ｓ４３１および工程Ｓ４３２を有している。工程Ｓ４３１において、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、指示された今回のテストレシピデータに規格判定指示と判定規格値が存在している場合には、メモリ１１１に保存された計測結果データを判定規格値と比較することによりＯＫ／ＮＧ判定を実施し、ＯＫ／ＮＧ結果をメモリ１１１に保存する。

【0075】

なお、同期制御ボード１０は、四則演算・結果格納機能を有しており、計測値の演算結果を判定規格値と比較することによりＯＫ／ＮＧ判定を実施し、ＯＫ／ＮＧ結果をメモリ１１１に保存することができる。

【0076】

さらに、工程Ｓ４３２において、同期制御ボード１０および計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、結果判定がＯＫであるか否かを判定し、ＯＫでない場合には、ＮＧ判定を通知する（４３２、４３２－１～４３２－Ｎ）。同期制御ボード１０では、ＯＫ判定した場合には工程Ｓ４５１に進み、ＮＧ判定した場合には工程Ｓ４５２に進む。一方、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎでは、ＯＫ判定した場合には工程Ｓ４４２に進み、ＮＧ判定した場合には工程Ｓ４４１に進む。

【0077】

次の工程Ｓ４４０は、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎ側の工程Ｓ４３０における計測結果データを規格値と比較判定した以降のフローを示しており、工程Ｓ４４１および工程Ｓ４４２を有している。先の工程Ｓ４３２でＮＧ判定となり、工程Ｓ４４１に進んだ場合には、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、同期制御ボード１０へＮＧ判定であったことを示すＮＧ信号（４４１－１～４４１－Ｎ）をバス伝送する。その後、工程Ｓ４４２の処理に進む。

【0078】

一方、先の工程Ｓ４３２でＯＫ判定となった後、あるいは工程Ｓ４４１の処理の後に、工程Ｓ４４２に進んだ場合には、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、同期制御ボード１０へ計測終了信号（４４２－１～４４２－Ｎ）をバス伝送する。その後、工程Ｓ４６２の処理に進む。

【0079】

次の工程Ｓ４５０は、同期制御ボード１０の処理工程であり、工程Ｓ４５１～工程Ｓ４５４を有している。先の工程Ｓ４３２でＯＫ判定となり工程４５１に進んだ場合には、同期制御ボード１０は、すべての計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎから計測終了信号を受信できたか以下かを判定する。そして、同期制御ボード１０は、すべての計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎから計測終了信号を受信できたと判定した場合には、工程Ｓ４５２に進む。

【0080】

工程Ｓ４５２に進んだ場合には、同期制御ボード１０は、レシピナンバーをインクリメントする。そして、工程Ｓ４５３において、同期制御ボード１０は、インクリメントしたレシピナンバーが最終レシピナンバーを超過したか否かを判定する。最終のレシピナンバーを超過していないと判定された場合には、工程Ｓ４１３に戻り、インクリメント後のレシピナンバーに対する一連処理が繰り返し行われることとなる。

【0081】

すなわち、同期制御ボード１０は、計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎのすべてから現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を受信することで、レシピナンバーを＋１だけインクリメントして現在のレシピナンバーを更新し、複数の計測用機能ボードのそれぞれに対して、更新後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を同期させて出力することで更新処理を実行する。

【0082】

また、それぞれの計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎは、同期制御ボード１０から更新後の現在のレシピナンバーの計測開始信号を受信すると、自身のメモリに格納されていた計測プログラムの中から抽出した自身に割り当てられた更新後の現在のレシピナンバーに対応する計測プログラムに従って計測処理を実行し、計測結果をメモリに格納するとともに、更新後の現在のレシピナンバーに関する計測終了信号を同期制御ボード１０に送信することで、再計測処理を実行する。

【0083】

一方、最終のレシピナンバーを超過したと判定された場合には、全テストレシピの計測が完了したこととなり、工程Ｓ４５４に進む。そして、工程Ｓ４５４において、同期制御ボード１０は、ホストコンピュータ１へ全テストレシピ完了通知（４５４）を、通信線にて送信する。ここで、全テストレシピ完了通知とは、全レシピの計測が完了したことを示す計測完了通知に相当する。

【0084】

なお、同期制御ボード１０は、各計測用機能ボード２０－１～２０－ＮからＮＧ信号を受取っていた場合には、全テストレシピ完了通知とともに、ホストＰＣ１に計測ＮＧであった旨を通知する。

【0085】

また、図４のフローチャートには図示していないが、同期制御ボード１０は、接続されている外部回路（図１参照）で、例えば、非常停止スイッチ、あるいは異常検知入力が作動したことで異常入力を検知した場合には、試験システムを停止動作させ、ホストＰＣ１に異常として通知することができる。

【0086】

次の工程Ｓ４６０は、ホストＰＣ１において判定結果をアップロードする処理を示しており、工程Ｓ４６１および工程Ｓ４６２を有している。工程Ｓ４６１において、ホストＰＣ１は、同期制御ボード１０から全テストレシピの計測完了通知を受信することで、同期制御ボード１０、および各計測用機能ボード２０－１～２０－Ｎへ、通信線を介して、計測結果データのアップロード要求（４６１－０～４６１－Ｎ）を送信する。

【0087】

工程Ｓ４６２において、各ボードは、ホストＰＣ１からのアップロード要求の返答として、夫々メモリ１１１に格納されている計測データおよび判定結果（４６２－０～４６２－Ｎ）を、ホストＰＣ１にアップロードする。この結果、ホストＰＣ１は、一括計測開始指令の返答として、最終的に、複数の特性項目に対する計測処理結果を取得することができる。

【0088】

最終工程である工程Ｓ４７０において、ホストＰＣ１は、計測プロブラムを用いて計測結果データを整理し、計測結果ファイルを生成し、表示モニタに計測結果を表示する。これらの一連処理により、計測完了となる。

【0089】

上述したような本開示による汎用試験システムの特徴を整理すると、以下のようになる。
特徴１：被試験体の複数の特性項目のそれぞれに対応する計測条件が記述された計測プログラムを、品種単位で一括して、ホストＰＣから各ボードにダウンロードすることで、各ボードは、１つの品種に関するすべてのレシピナンバーに対応する計測プログラムを、計測開始前に一括してメモリに格納させておくことができる構成を備えている。この構成により、１つの特性計測のテストレシピナンバー実行毎に、ホストＰＣ側から次のレシピナンバーに対応する計測プログラムを送信する必要がなくなる。また、同じ品種で被試験体が更新された場合にも、すでにダウンロードされている計測プログラムを流用することができ、ホストＰＣからの計測開始指令を受けることで、直ちに新たな被試験体の特性性能検証を実施できる。この結果、計測実行中にはホストコンピュータの影響を受けず、計測処理の高速化を図ることができる。

【0090】

特徴２：レシピナンバーごとの計測開始のタイミング通知は、ホストコンピュータを介さず、同期制御ボードが同期して指令する構成を備えている。この結果、ホストＰＣのＯＳ、あるいはホストＰＣに常駐のソフトの動作の影響を受けないため、計測同期タイミングの時間制御の正確性が確保できる。さらに、被試験体での特性計測においては、被試験体の各計測点に対する計測のタイミングが重要であり、同期制御ボードによる同期制御により、計測のタイミング時間の確保を図ることができる。

【0091】

特徴３：テストレシピナンバー毎の計測結果データは、当該テストレシピナンバーに対応するプログラム実行ごとに、各計測用機能ボードおよび同期制御ボードのメモリに蓄積され、最終のテストレシピナンバーでの特性計測完了後に、１つの品種に関するすべてのレシピナンバーの計測結果が、ホストＰＣにアップロードされる構成を備えている。この結果、１つの品種に関する一連のレシピナンバーの計測実行中には、ホストＰＣのＯＳあるいは常駐ソフトによる動作の影響を受けず、計測の高速化を図ることができる。

【0092】

特徴４：被試験体と試験装置とは、治具上に設けられた特性計測用の治具上回路を介してケーブル接続されており、被試験体の特性項目毎に設定する各種計測条件に応じて、必要な計測用機能ボードの種類、市販の計測機器の使用可否等を、計測プログラムにより自由に設定することが可能となる。この結果、種々の用途に応じた被試験体の特性性能検証を実施できる汎用試験システムを実現することができる。

【0093】

特徴５：同期制御ボードおよび複数の計測用機能ボードのそれぞれにおいては、被試験体に関する計測データを収集するために外部回路と接続される専用回路部を有しているが、この専用回路部は、その他の回路と電気的に絶縁される構成となっている。この結果、被試験体に対して高電圧等を印加した際にも、耐ノイズ性を向上させることができる。

【0094】

特徴６：ホストコンピュータは、有線または無線による通信手段により同期制御ボードおよび複数の計測用機能ボードのそれぞれと相互通信可能に接続されている。その一方で、同期制御ボードおよび複数の計測用機能ボードのそれぞれは、テストバスによっても相互通信可能に接続されている。この結果、各ボード間でのデータは、テストバスを介して共有化でき、計測処理の高速性を実現できる。

【0095】

以上のように、実施の形態１によれば、特に、上述した特徴１および特徴２を備えることで、被試験体の特性を計測するための試験システムとして、複数ある特性項目の計測の同期性、および高速性を図った汎用試験システムを得ることができる。

【0096】

さらに、上述した特徴３～特徴６の少なくともいずれかをさらに備えることで、汎用試験システムの性能をより向上させることができる。

【符号の説明】

【0097】

１ ホストコンピュータ、２ 試験装置本体、３ ハブ、４、５ 通信手段、６ テストバス、７ 外部接続ケーブル、１０ 同期制御ボード、２０ 計測用機能ボード、３０ 計測用機器、１１０ トランシーバ回路、１１１ メモリ、１１２ ＣＰＵ、１１３ ＦＰＧＡ、１１４ アイソレータ、１１５ 専用回路部、１１６ 通信変換回路、１１７ ポート、１１８、１１９ コネクタ、２００ 被試験体、２１０ ピンボード治具装置
、２１１ 治具プレート、２１２ プローブピン、２２０ 治具上回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】