JPH11149281A - コンピュータスクリーン上にグラティキュールウィンドウデータを表示するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】既存コンピュータシステムの大規模なアップグ
レードを必要としない方法によって、コンピュータスク
リーン上に、ライブ信号トレースの高スループットの表
示を提供する。 【解決手段】グラティキュールウィンドウデータをビデ
オランダムアクセスメモリに書き込むことと、従来の表
示データをディスプレイバッファ２１４に書きこむこと
から開始される。同期信号に応答して、従来の表示デー
タが、ディスプレイバッファから読みとられ、グラティ
キュールウインドウデータがビデオデータに変換され
る。また、同期信号に応答して、さらに、基準カラーに
一致する従来の表示データの読み取りに応答して、その
ビデオデータは、従来の表示データと多重化され、ビデ
オ出力２２６を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オシロスコープ、
スペクトルアナライザ、ネットワークアナライザ等のよ
うな計測器によるグラティキュール（ｇｒａｔｉｃｕｌ
ｅ）ウィンドウデータ（例えば、信号トレース及びグラ
ティキュールライン）の表示に関するものである。とり
わけ、本発明は、高速の更新速度を必要とするライブ信
号トレース（ｌｉｖｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｃｅ）の
表示に関するものである。こうしたトレースを表示する
ことが可能な計測器は、短い信号の異常を捕捉して、適
時にそれをユーザにフィードバックする可能性が高い。

【０００２】

【従来の技術】周波数の上昇につれて、波形計測器は、
コンピュータに依存して、信号トレースの作図及び表示
を行うようになる。コスト及び市販までの時間のため
に、こうした計測器のマイクロプロセッサ、ディスプレ
イコントローラ、及び、または、オペレーティングシス
テムには、既成のすぐに入手可能なコンポーネントを利
用するのが望ましい場合が多い。こうしたコンポーネン
トの例には、ＰＣマザーボード、ＰＣディスプレイカー
ド、ＰＣディスプレイコントローラ、Ｗｉｎｄｏｗｓ
（商標）３．１、Ｗｉｎｄｏｗｓ（商標）９５、Ｗｉｎ
ｄｏｗｓ（商標）ＮＴ、及び、ＵＮＩＸ（商標）があ
る。これらのコンポーネントは、一般に、ウィンドウ環
境に合わせて最適化されており、波形計測器によって表
示する必要のあるタイプの「ライブ」トレースの表示に
合わせた最適化は施されていない。

【０００３】一般に、ＰＣ及びコンピュータワークステ
ーションは、特に、ウィンドウディスプレイ環境の場
合、データの作図時にかなりのオーバーヘッドを被るこ
とになる。例えば、データを表示するための典型的なパ
ーソナルコンピュータ（ＰＣ）フォーマットは、インデ
ックス及びＲＢＧ（赤、緑、青）である。これらのデー
タフォーマットは、それぞれ、単一の情報、すなわち、
ＣＲＴ（陰極線管）によって照明すべきピクセル（画
素）のカラー輝度から構成される。表示データの更新時
には、旧データ値を読み取って、新データと組み合わせ
ることができるようにしなければならない（すなわち、
読み取って、変更して、書き込む（ｒｅａｄ-ｍｏｄｉ
ｆｙ-ｗｒｉｔｅ）操作を利用して、単一情報の保守が
行われる）。結果として、ピクセルの全データフィール
ド（１６ビットフィールドの場合が多い）が、絶えず変
化することになる。

【０００４】ウィンドウディスプレイは、問題をさらに
複雑化する。ウィンドウ環境の場合、トレースの作図ま
たは更新時にはいつでも、オペレーティングシステム
が、トレースのどの部分を見えるように（すなわち、別
のウィンドウによって覆い隠されないように）すべきか
を決定する必要がある。これによって、信号トレースを
作図するためにＰＣまたはワークステーションの標準表
示経路を使用することに関する、既に多量のオーバヘッ
ドがさらに増大する。

【０００５】オシロスコープの場合、データは、数多く
の情報を１）同時に保守し、２）個々に更新することが
できるように、いくつかのフィールドに編成されるのが
普通である。例えば、オシロスコープのピクセルデータ
は、４つの１ビットフィールドが「マーカ」、「メモ
リ」、「ハイライト」、及び、「グラティキュール」を
表し、４つの３ビットフィールドが４つの異なる信号ト
レースの輝度レベル（ＯＦＦを含む）を表す、１６ビッ
トデータワードから構成される。従来のオシロスコープ
は、この種のデータを効率よく作図するように設計され
ている。しかし、ＰＣ及びワークステーションでは、こ
の非標準データをＲＧＢまたはインデックスのような従
来の形式に変換する必要がある。ＰＣまたはワークステ
ーションの標準表示経路は、既に低速であるため（従来
のオシロスコープの表示経路に比較して）、この追加処
理によるオーバヘッドを被ると、コンピュータスクリー
ン上にライブ信号トレースを表示するための高速な更新
速度を実現するのはほぼ不可能になる。

【０００６】ヒューレットパッカード社では、さまざま
な表示モードを提供するオシロスコープ、信号捕捉ボー
ド等を生産している。これらのモードのうちの３つは、
「グレースケール可変持続（ｇｒｅｙ-ｓｃａｌｅ ｖ
ａｒｉａｂｌｅ ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ）」モード、
「最短持続（ｍｉｎｉｍｕｍ ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃ
ｅ）」モード、及び、「無限持続（ｉｎｆｉｎｉｔｅ
ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ）」モードである。これらのモ
ードは、それぞれ、前のパラグラフに既述したものと同
様の１６ビットデータフォーマットを利用している。結
果として、各モード毎に、多量の処理帯域幅が必要にな
り、ＰＣまたはワークステーションの標準表示経路を利
用して、これらのモードを最適に実施するのは不可能で
ある。オペレーティングシステムの呼び出しは、あまり
にも多量のオーバヘッドを発生する。

【０００７】いくつかのハードウェア支援作図装置（す
なわち、ディスプレイアクセラレータ）が、現在市販さ
れている。しかし、これらの装置には、ライブ信号トレ
ースを描き、更新するために最適化されたものはない。

【０００８】従来のコンピュータ化された波形計測器
（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｉｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔ）では、常に、「標準表示経路」を介
してグラティキュールウィンドウデータの処理が行われ
たので、その性能は、かなりの影響を受けた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主た
る目的は、既存のコンピュータシステムの大規模なアッ
プグレード（例えば、より高速のプロセッサ、より高速
のメモリ、ビデオアクセラレータカードの追加等）を必
要としない方法によって、コンピュータスクリーン上に
ライブ信号トレースの高スループットの表示を提供する
ことにある。アップグレードは、コストが高くつくし、
あるシステムが、既に利用可能な最高性能のコンポーネ
ントを利用している場合、アップグレードは実施不可能
になる可能性がある。

【００１０】本発明のもう１つの目的は、コンピュータ
のオペレーティングシステムによって得られる通常の機
能性を阻害することなく、ライブ信号トレースの効率の
良い更新を提供することにある。例えば、ライブ信号ト
レースが、第１のウィンドウに表示されている場合、他
のアプリケーションは、第２のウィンドウがライブ信号
トレースの表示を妨げることのないように、また、第１
のウィンドウが、第２のウィンドウを適時に表示するオ
ペレーティングシステムの能力を妨げることのないよう
にして、第１のウィンドウの上に第２のウィンドウを提
示可能であることが望ましい。

【００１１】本発明のもう１つの目的は、ＰＣまたはワ
ークステーションのオペレーティングシステムによって
利用される標準表示経路を介した表示に、測定テキスト
のような、ライブ信号データよりも目立つように意図さ
れた低速情報を追加することが可能な方法を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】多くのディスプレイコン
トローラは、「フィーチャコネクタ（拡張機能用コネク
タ、Ｆｅａｔｕｒｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）」、「ＶＡ
ＦＣ」（ＶＥＳＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）アド
バンストフィーチャコネクタ）、「ＰＣビデオポー
ト」、または、「ズーム／ビデオポート」とさまざまに
呼ばれるＩ／Ｏポートを備えている。他のディスプレイ
コントローラは、「ＶＭＣ」（ＶＥＳＡメディアチャネ
ル）と呼ばれるＩ／Ｏポートを備えるか、あるいは、Ｖ
ＭＣとの対話処理が可能である。さらに他のディスプレ
イコントローラは、ＰＣＩ（周辺コンポーネント相互接
続）ローカルバスのようなシステムバスからビデオデー
タを受信するＩ／Ｏポートを備えている。本明細書で
は、ディスプレイコントローラのこれら各種Ｉ／Ｏポー
トをまとめて「ビデオポート」と呼ぶことにする。

【００１３】以上の目的を達成するため、発明者は、デ
ィスプレイコントローラのビデオポートを利用して、デ
ィスプレイコントローラにライブ信号トレースデータを
供給する。さらに詳しくは、信号トレースデータを含む
グラティキュールウィンドウデータが、標準ディスプレ
イバッファから独立した、補助ディスプレイバッファに
記憶される。補助ディスプレイバッファは、データフォ
ーマットと共に保守され、ライブ信号トレースの作図を
効率よく実施するハードウェア及びソフトウェアを支援
する。すなわち、補助ディスプレイバッファ（ここでは
「グラティキュールウィンドウ発生器」と呼ぶ場合もあ
る）は、グラティキュールウィンドウデータが更新の容
易な形（例えば、トレース、グラティキュールライン、
マーカ等の作図のために種々のフィールドを備えた１６
ビット）で記憶される、ビデオランダムアクセスメモリ
（ＶＲＡＭ）から構成される。ＶＲＡＭは、ビット単位
のマスキング、及び、書き込みだけの操作によるデータ
の作図を可能にするので、表示される単一トレースの更
新に必要とされるのは、例えば、３ビットフィールドの
ビットを修正することだけである。新たなデータを書き
込む前に、１６ビットのデータフィールド（あるいは、
３ビットのフィールドであっても）全体を読み取る必要
がないという点に留意されたい。さらに、ＶＲＡＭに記
憶されるデータは、ディスプレイコントローラのビデオ
ポートを介して入力される前に、ハードウェアによっ
て、受け入れられるビデオフォーマットに変換すること
が可能である。最後に、グラティキュールウィンドウデ
ータは、基準カラーに一致する従来の表示データの読み
取りに応答して（及び、ほとんどの場合、ビデオイネー
ブル信号に応答して）、従来の表示データと多重化され
る。こうして、信号トレースの表示に関連しない情報
は、一般に標準表示経路を介して表示される。例えば、
低速情報（例えば、測定テキスト）は、標準表示経路及
び従来のオペレーティングシステムの呼び出しを介し
て、代用領域にペイントすることが可能である。テキス
トが基準カラーと同じカラーでない限り、テキストは、
これらのピクセルにおけるライブトレースデータよりも
目立つことになる。

【００１４】本発明の以上の及びその他の重要な利点及
び目的については、附属の説明、図面、及び、特許請求
の範囲においてさらに説明が加えられており、それらか
ら明らかになるであろう。

【００１５】本発明の例証となる、現在のところ望まし
い実施態様が添付の図に示されている。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１には、コンピュータスクリー
ンにライブ信号トレース（ここでは、グラティキュール
ウィンドウデータ）を表示する方法１００が示されてお
り、一般に、ビデオランダムアクセスメモリにグラティ
キュールウィンドウデータを書き込むステップ（１０
２）、及び、ディスプレイバッファに従来の表示データ
を書き込むステップ（１０６）から開始することが可能
である。同期信号に応答して、従来の表示データが、デ
ィスプレイバッファから読み取られ（１０８）、グラテ
ィキュールウィンドウデータが、ビデオデータに変換さ
れる（１０４）。また、同期信号に応答し、さらに、基
準カラーに一致する従来の表示データの読み取りに応答
して（及び、ほとんどの場合、ビデオイネーブル信号に
応答して）、ビデオデータと従来の表示データが多重化
され、ビデオ出力が生じることになる（１１０）。直接
または間接的に、ビデオ出力を利用して、コンピュータ
スクリーンのピクセルを照明することが可能である（１
１２）。

【００１７】上記方法１００は、ライブ信号トレース
や、波形等を表示するための高速な更新速度をもたらす
ことが可能なコンピュータ化された波形計測器４００
（図４）を構成するための基礎として役に立つ。こうし
たコンピュータ化された波形計測器４００は、一般に、
プロセッサ２０２（図５）、主ディスプレイバッファ
（以下では、ディスプレイバッファとも記載）２１４、
ビデオポート２２４、補助ディスプレイバッファ（本明
細書では、ビデオランダムアクセスメモリまたは、ＶＲ
ＡＭとも記載）６０４（図６）、オペレーティングシス
テム、及び、アプリケーションソフトウェアを含むこと
が可能である。これらの要素は、全て、アプリケーショ
ンソフトウェアによって、ハードウェアの初期化が施さ
れ、１）補助ディスプレイバッファ６０４から、信号ト
レースデータを含むグラティキュールウィンドウデータ
が読み取られ、２）補助ディスプレイバッファ６０４か
ら読み取ったグラティキュールウィンドウデータがビデ
オデータに変換され、３）ビデオポート２２４を介して
ビデオデータが入力され、４）他の全ての表示データが
主ディスプレイバッファ２１４にロードされるように結
合することが可能である。

【００１８】以上の方法１００は、グラティキュールウ
ィンドウデータの迅速な記憶、更新、及び、表示が可能
な汎用コンピュータを構成するための基礎としても役に
立つ。こうしたコンピュータは、一般に、ビデオポート
２２４を備えたディスプレイコントローラ２１２、ディ
スプレイコントローラ２１２に結合されたディスプレイ
バッファ２１４、及びビデオポート２２４に接続された
グラティキュールウィンドウ発生器５０４を含むことが
可能である。動作時、ディスプレイコントローラ２１２
は、ディスプレイバッファ２１４とグラティキュールウ
ィンドウ発生器５０４の両方から受信したデータを多重
化して、ビデオ出力２２６を発生する。グラティキュー
ルウィンドウ発生器５０４（図６）は、一般に、ビデオ
ランダムアクセスメモリ６０４、グラティキュールウィ
ンドウデータをビデオランダムアクセスメモリ６０４の
個々のビット及びプレーンに書き込むためのコントロー
ラ手段６１４、及び、個々のプレーンの記憶されたグラ
ティキュールウィンドウデータをビデオデータ６２２に
変換するための符号化手段６０６を含むことが可能であ
る。

【００１９】コンピュータスクリーン上にライブ信号ト
レース（ここでは波形データとも呼ぶ）を表示する方法
１００、及び、それを実施するためのコンピュータ装置
４００（ここでは、コンピュータ化された波形計測
器）、５００、５０４について概要を説明してきたが、
次に、該方法１００及び該装置４００、５００、５０４
についてさらに詳細に述べることにする。

【００２０】この説明と添付の特許請求の範囲の両方で
用いられる限りにおいて、「接続」は、２つのコンポー
ネント間の直接接続を意味し、「結合」は、２つのコン
ポーネント間の直接接続と間接接続（すなわち、他のコ
ンポーネントを介した相互接続）のいずれかを意味して
いる。

【００２１】本明細書に記載されている方法は、コンピ
ュータ（すなわち、汎用コンピュータまたはコンピュー
タ化された波形計測器４００）によって実行されるよう
に設計されているので、以下では、典型的なホストコン
ピュータ（主として、コンピュータのマザーボード）に
ついて述べることにする。ホストコンピュータ２００
（図２）には、プロセッサ２０２、Ｌ２（二次レベル）
キャッシュコントローラ２０４、Ｌ２キャッシュＳＲＡ
Ｍ（スタティックランダムアクセスメモリ）２０６、シ
ステムメモリコントローラ２０８、システムＤＲＡＭ
（ダイナミックランダムアクセスメモリ）２１０、ディ
スプレイコントローラ２１２、ディスプレイバッファ２
１４、及び、システムバス２１６が含まれている。プロ
セッサ２０２は、内部キャッシュを含むことが可能であ
り、その内部キャッシュ、Ｌ２キャッシュＳＲＡＭ２０
６、または、システムＤＲＡＭ２１０に対する命令／デ
ータの取り出し／記憶が可能である。システムバス２１
６は、ディスプレイコントローラ２１２及び他の周辺装
置２１８、２２０をＬ２キャッシュコントローラ２０４
及びシステムメモリコントローラ２０８に接続し、それ
自体は、プロセッサ２０２によって制御される。ディス
プレイバッファ２１４は、ディスプレイコントローラ２
１２に接続されるが、代わりに、システムＤＲＡＭ２１
０の専用部分から構成することも可能である。

【００２２】本明細書において示され、解説されるホス
トコンピュータ２００の特性を具現化したコンピュータ
のマザーボードが、ＡＭＩからＡｔｌａｓ ＰＣＩ−Ｉ
Ｉの商品名で市販されている。ＡＭＩマザーボード上の
プロセッサ２０２は、ＡＭＤ−Ｋ５プロセッサであり、
システムバス２１６は、ＰＣＩ（周辺コンポーネント相
互接続）バスである。ＰＣＩバス２１６に接続可能な各
種周辺装置には、ＥＩＤＥ（拡張統合デバイスエレクト
ロニクス、エンハンスドＩＤＥ）コントローラ２１８、
及び、ＳＣＳＩ（小型コンピュータシステムインターフ
ェイス）コントローラ２２０がある。

【００２３】ホストコンピュータ２００は、ディスプレ
イコントローラ２１２を介してディスプレイ２２２（本
明細書においては、「コンピュータスクリーン」と呼ぶ
場合もある）に接続される。

【００２４】図示して説明されるコンピュータは、オペ
レーティングシステムがなければ、ほとんど役に立たな
い。オペレーティングシステムは、システムＤＲＡＭ２
１０に記憶することが可能であり、とりわけ、プロセッ
サに命じて、１）ディスプレイバッファ２１４にデータ
をロードさせ、２）ディスプレイバッファ２１４からデ
ィスプレイコントローラ２１２にデータを転送させる。

【００２５】今日用いられている大部分のオペレーティ
ングシステムは、コンピュータに命令して、情報ウィン
ドウを表示させる。こうしたオペレーティングシステム
の一例に、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ
（商標）９５オペレーティングシステムがある。一般に
用いられている他の「ウィンドウ」オペレーティングシ
ステムには、Ｗｉｎｄｏｗｓ（商標）３．１、Ｗｉｎｄ
ｏｗｓ（商標）ＮＴ（商標）、及び、ＵＮＩＸ（商標）
がある。

【００２６】図２のディスプレイコントローラ２１２の
さまざまなコンポーネントが、図３にさらに詳細に示さ
れている。最近のコンピュータシステムにはよくあるこ
とだが、ディスプレイコントローラ２１２は、ビデオポ
ート２２４を備えている。このポートの目的は、コンピ
ュータが、外部、すなわち、一般にはチューナまたはＣ
Ｄ−ＲＯＭ（コンパクトディスク読み取り専用メモリ）
から発生するビデオイメージを表示できるようにするこ
とにある。図３の説明図３００には、３つのコンポーネ
ント、すなわち、カラーコンパレータ（ここでは、コン
パレータ）３０４、波形データイネーブルゲート（ここ
では、外部ビデオイネーブルゲート）３０６、及び、マ
ルチプレクサ３０８が含まれている。マルチプレクサ３
０８の出力は、コンピュータスクリーン２２２のピクセ
ルを照明するために利用することが可能なビデオ出力ス
トリーム２２６である。以上の仕様を満たす市販のディ
スプレイコントローラ２１２に、Ｃｈｉｐｓ ＆ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｆ６５５５０ディスプレイチッ
プがある。

【００２７】動作時、ディスプレイバッファ２１４から
得られたデータ（ここでは、従来の表示データ）３１０
が、コンパレータ３０４及びマルチプレクサ３０８の入
力に供給される。コンパレータ３０４は、基準カラー３
１２も受信する。ディスプレイバッファ２１４から得ら
れた従来の表示データ３１０が基準カラー３１２と一致
すると、コンパレータ３０４の出力（ここでは、コンパ
レータから出力される制御信号）３１４がアサートされ
る。外部ビデオイネーブルゲート３０６は、ビデオポー
トイネーブル信号（ここでは、ビデオイネーブル信号）
３１６とコンパレータ３０４の出力３１４の両方を受信
する。その入力が両方とも、アサートされると、外部ビ
デオイネーブルゲート３０６は、それ自体の出力３１８
をアサートする。外部ビデオイネーブルゲート３０６の
出力３１８は、マルチプレクサ３０８の制御を可能にす
る。外部ビデオイネーブルゲート３０６の出力３１８が
アサートされると、ビデオポート２２４を介して受信し
たビデオデータ６２２が、マルチプレクサ３０８から出
力される。そうでなければ、ディスプレイバッファ２１
４からの従来の表示データ３１０が、マルチプレクサ３
０８から出力される。

【００２８】ディスプレイバッファ２１４に記憶される
データは、最初に、ＰＣＩバス２１６を介して供給さ
れ、ＰＣＩインターフェイス３２４を介して、ディスプ
レイコントローラ２１２によって検索されて、ディスプ
レイバッファ２１４に書き込まれる。個々の同期信号
（水平及び垂直同期、クロック等）６１８（図６）は、
ディスプレイコントローラ２１２によって生成される。

【００２９】ディスプレイコントローラ２１２は、ＣＲ
Ｔ及びフラットパネルディスプレイ（例えば、ＬＣＤ）
のいずれか、または、両方に対してビデオストリーム２
２６を出力する。ＣＲＴはより高い解像度が可能である
が、ＬＣＤディスプレイは、必要とする物理的スペース
がより小さいので、状況によっては有利な場合もある。

【００３０】上記システムの場合、ウィンドウまたは他
の規定された領域は、外部で発生したビデオイメージに
よって充填することが可能である。

【００３１】あいにく、上述のようなシステムは、オシ
ロスコープ、スペクトルアナライザ、ネットワークアナ
ライザ等によって表示される種類のライブ信号トレース
の表示に合わせて最適化されていない。これらの「波形
計測器」は、全て、データの記憶及び表示に高速な更新
速度を必要とする。しかし、この問題は、上述のホスト
コンピュータ２００をグラティキュールウィンドウデー
タの表示に適応させることによって解決することが可能
である。図４のコンピュータ化された波形計測器４００
は、こうした適応の望ましい実施態様を示すものであ
る。

【００３２】本明細書において定義されているグラティ
キュールウィンドウデータには、ライブ信号トレース、
グラティキュールライン、及び、通常はグラティキュー
ルウィンドウ内に表示される他の情報が含まれている。
グラティキュールウィンドウデータには、本明細書で説
明されている方法によって、ディスプレイコントローラ
２１２に供給される任意の表示データを含むことも可能
である。

【００３３】図４のコンピュータ化された波形計測器４
００内には、波形捕捉ボード５０６が設けられている。
コンピュータ化された波形計測器４００には、液晶ディ
スプレイ（ＬＣＤ）４０２と、１つ以上のメディアドラ
イブ（フロッピーディスクドライブ、テープ駆動機構
等）４０４が取り付けられている。波形捕捉ボード５０
６には、１つ以上のスピゴット（差込口、ｓｐｉｇｏ
ｔ）が取り付けられている。ケーブルまたはリード４０
６、４０８をスピゴットに取り付け、波形データを収集
すべき、テストを受ける装置４１０に接続することが可
能である。

【００３４】コンピュータ化された波形計測器（以下で
は、その内部コンポーネントも同時に意味し、またコン
ピュータとも呼ぶ）５００（図５に示す）の内部コンポ
ーネント５００は、図２に示すものとほぼ同じように見
える。しかし、グラティキュールウィンドウ発生器５０
４の追加に留意されたい。一般に、グラティキュールウ
ィンドウ発生器５０４は、ＰＣＩインターフェイス５０
２、５０８を介してシステムバス２１６に接続されてい
る（波形捕捉ボード５０６のように）。波形捕捉ボード
５０６によって得られるデータは、グラティキュールウ
ィンドウ発生器５０４に記憶され、ビデオデータ６２２
に変換され、さらに、そのビデオポート２２４を介して
ディスプレイコントローラ２１２に伝送される。本発明
の望ましい実施態様の場合、波形捕捉ボードから出力さ
れるデータは、ディスプレイの各ｘ位置に関するｙ値か
ら構成される。こうした構成の場合、グラティキュール
ウィンドウ発生器５０４に対する入力前に、コンピュー
タ５００によってデータの事前処理を行うことが必要に
なる。事前処理によって、極めて簡単に、ｙ値をｙ位置
に変換することが可能になる（当該技術において既知の
方法を用いて）。

【００３５】図６には、グラティキュールウィンドウ発
生器５０４の望ましい実施態様が示されている。この実
施態様の場合、波形捕捉ボード５０６がＰＣＩバス２１
６に接続されており、グラティキュールウィンドウ発生
器５０４がＰＣＩバス２１６を介してグラティキュール
ウィンドウデータを受信することに留意されたい。しか
し、発明者の意図する代替構成によれば、波形捕捉ボー
ド５０６とグラティキュールウィンドウ発生器５０４が
直接接続される。この代替実施態様は、ＰＣＩバスの帯
域幅が非ビデオトランザクションのために残されるので
有利である。ＰＣＩバス構成は、ＰＣＩインターフェイ
スがコンピュータ産業において十分に理解されているの
で有利である。

【００３６】グラティキュールウィンドウ発生器５０４
は、１）既存のホストコンピュータ２００に差し込むこ
とが可能であり、２）既成のすぐに入手可能なコンピュ
ータコンポーネント（例えば、ディスプレイコントロー
ラ２１２、及び、ＰＣＩバス２１６）とインターフェイ
スするように構成された、拡張カードの形態をとるよう
に構想されている。

【００３７】グラティキュールウィンドウ発生器５０４
は、基本的に、３つの構成要素、すなわち、フィールド
プログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）６０２、ビデ
オランダムアクセスメモリ（ＶＲＡＭ；本明細書におい
て「補助ディスプレイバッファ」と呼ばれる場合もあ
る）６０４、及び、符号化手段（プライオリティエンコ
ーダＳＲＡＭまたは同様の機能を果たすエンコーダ）６
０６を含んでいる。符号化手段６０６は、符号化手段６
０６から出力されるデータを一時的に保存するラッチ手
段６２６が後続する場合もあれば、後続しない場合もあ
り得る。波形捕捉ボード５０６によって得られるデータ
は、ＦＰＧＡ６０２によってＶＲＡＭ６０４に書き込ま
れる。後述するように、ＶＲＡＭ６０４に書き込まれる
データは、簡単な更新が行えるように最適化されてお
り、容易に表示可能なビデオフォーマット（例えば、Ｒ
ＧＢまたはインデックス）ではない。表示する場合、グ
ラティキュールウィンドウデータは、ＶＲＡＭ６０４か
ら出力され、プライオリティエンコーダＳＲＡＭ６０６
によって受け入れられるビデオフォーマットに変換され
る。

【００３８】グラティキュールウィンドウ発生器５０４
の核心はＶＲＡＭ６０４である。ＶＲＡＭ６０４は、と
りわけ、グラティキュールウィンドウデータの記憶に適
している。ＶＲＡＭ６０４は、２つのポート、すなわ
ち、１つの並列ポート６０８と１つの直列ポート６１０
を備えている。使用時、並列ポート６０８は、１０２４
行×５１２列をなすように構成されたＤＲＡＭにアクセ
スする。従って、６４０×４８０のスクリーン解像度に
関するピクセルデータが支援される。直列ポート６１０
は、スクリーンをリフレッシュする。特別な並列ポート
アクセスサイクルによって、１行分のメモリが直列ポー
ト６１０に転送される。

【００３９】ＶＲＡＭデータマスクによって、ビットを
変更から保護することが可能である。これによって、大
部分の作図操作が、読み取って、論理積あるいは論理和
をとり、書き込むサイクル（ｒｅａｄ-ＡＮＤ-ＯＲ-ｗ
ｒｉｔｅ）の代わりに、単純な書き込みサイクルにな
る。ブロック書き込みサイクルによって、４つの順次ピ
クセルに単一値が書き込まれる。ブロック書き込みサイ
クル内において、データマスクの適用が可能であり、ア
ドレスマスクによって、４つのピクセルのどれについて
も、変更から保護することが可能である。この特徴は、
とりわけ、グラティキュールウィンドウ内における基準
線のような水平ラインを描くのに有用である。フラッシ
ュ書き込みサイクルによって、単一値があるメモリ行全
体に書き込まれる。データマスクは、フラッシュ書き込
みサイクルにおいても利用することが可能である。この
特徴は、全データプレーンのクリア、及び／または、二
重または三重バッファ式表示モードにおけるプレーン間
のスワップにおいて有効である。

【００４０】ＦＰＧＡ６０２は、ビデオコントローラ６
１２、コントローラ手段（ここでは、ＶＲＡＭコントロ
ーラ）６１４、及び、デクリメンタ（ｄｅｃｒｅｍｅｎ
ｔｅｒ）６１６から構成される。ビデオコントローラ６
１２は、水平及び垂直同期信号のような同期信号６１８
を受信する。

【００４１】ＶＲＡＭコントローラ６１４は、ＶＲＡＭ
６０４とのトーク要求を受け入れ、処理を行う。

【００４２】デクリメンタ６１６は、加速ディスプレイ
プロセッサとして機能し、後述するようにＶＲＡＭデー
タのデクリメント及び／またはクリアに用いることが可
能である。デクリメンタ６１６は、グラティキュールウ
ィンドウの水平及び垂直ラインのような、任意の寸法の
充填された矩形を効率的に描くために利用することも可
能である。

【００４３】本発明の望ましい実施態様の場合、グラテ
ィキュールウィンドウデータ７００は、８つのフィール
ド７０２〜７１６に配置された１６ビットから構成され
る。それぞれのフィールド７０２〜７１６が図７に示さ
れている。それぞれ、３ビットからなる最初の４つのフ
ィールド７０２〜７０８は、テストを受ける装置４１０
から捕捉される４つまでの波形の表示を制御する。それ
以外の４つの１ビットフィールド７１０〜７１６は、
「マーカ」、「メモリ」、「グラティキュール」、及
び、「ハイライト」を制御する。

【００４４】図示して説明した１６ビットデータフィー
ルド７００は、「グレースケール可変持続」モード、
「最短持続」モード、及び、「無限持続」モードを含
む、さまざまな表示モードの実施に利用することが可能
である。データは、個々のプレーンにおいて作図され、
任意の瞬間に、任意の１つ以上のプレーンを作図するこ
とが可能になっている。

【００４５】グレースケール可変持続モードの目的は、
波形の履歴を示す表示を提供することにある。ユーザ
に、表示される波形履歴の量及び持続時間に対する制御
を委ねることが可能である。履歴波形の「黒へのフェー
ド（ｆａｄｅ ｔｏ ｂｌａｃｋ）」を可能にすること
によって、ユーザは、その発生からの経過時間に基づい
て表示されるトレースを識別することができる。望まし
いグレースケール可変持続モードの実施例の場合、トレ
ースは、常に、７の全輝度設定で作図される。従って、
波形ビットの３つ全てが、セットされる（例えば、Ｄ
０、Ｄ１、及び、Ｄ２）。その後、波形輝度は、時間と
共にデクリメントされる（すなわち、デクリメンタ６１
６が、ＶＲＡＭ６０４において読み取って、変更して、
書き込む操作を実施することによって、作図されるピク
セルの輝度を周期的に減衰させる）。例えば、設定７及
び６は、全輝度に対応し、設定５〜１は、漸減する輝度
に対応し、設定０は、ＯＦＦに対応することが可能であ
る。長い持続時間の場合、スクリーンのリフレッシュ毎
にデクリメントされるピクセル数は、ピクセル総数のわ
ずか何分の１かにすることが可能である。この結果、ス
クリーン輝度の瞬間的な低下が回避されることにより、
スクリーンのフリッカを排除するのに役立つ。短い持続
時間の場合、いくつかの輝度レベルをスキップすること
が可能である（すなわち、デクリメンタ６１６が、２、
３、４等ずつデクリメントすることができる）。

【００４６】ＶＲＡＭデータマスクを用いることによっ
て、波形データ７０２〜７０８の更新時に、非波形ビッ
ト７１０〜７１６（例えば、Ｄ１２〜Ｄ１５）を保護す
ることが可能である。代替案として、単一波形または非
波形フィールドの更新時に、波形及び非波形ビットを保
護することも可能である。

【００４７】最短持続モードの目的は、波形の最新のト
レースだけしか示さない表示を提供することにある。フ
リッカを排除するためには、二重または三重のバッファ
リングが必要になる可能性がある。さらに、ＬＣＤの応
答時間のために、数回にわたる捕捉によるトレースをま
とめて作図することが必要になる可能性がある。例え
ば、第３のプレーン（例えば、Ｄ２）にデータを書き込
んでいる間に、各波形に関して、２つのプレーン（例え
ば、Ｄ０及びＤ１）のデータを表示することが可能であ
る。第３のプレーンに対するデータの作図が済むと、プ
レーンＤ０にデータを作図している間に、プレーンＤ１
及びＤ２を表示することが可能であり、以下同様であ
る。望ましい実施態様の場合、デクリメンタ６１６は、
５１２フラッシュ書き込みサイクルまでを実施して、再
び、非活動バッファをクリアする。ＶＲＡＭデータマス
クは、非活動バッファに対する書き込みしか行われない
ことを保証するために利用することが可能である。

【００４８】無限持続モードの目的は、無限量の波形履
歴を示す表示を提供することにある。望ましい実施例の
場合、無限持続には、図７に示すフィールド７０２〜７
１６に対してわずかな修正を施す必要がある。図８で
は、図７のフィールド７０２〜７０８をフィールド７１
８〜７２６で置き換えている。フィールド７１８〜７２
４は、４つの表示波形のそれぞれに対応する。フィール
ド７２６は、表示ピクセルの輝度に対応する。波形が作
図されると、作図の影響を受けるピクセルは、照明が施
されたままになる。例えば、波形がビットＤ０に作図さ
れると、輝度ビットＤ９〜Ｄ１１は全てセットされる。
時間が経つにつれて、輝度ビットＤ９〜Ｄ１１が順次ク
リアされ（すなわち、デクリメントされ）、最後には、
ビットＤ０だけがセットされたままになる。ビットＤ０
〜Ｄ３のどれかがセットされると、ピクセルは、５０％
の輝度で照明を施された状態を保つ。ビットＤ０、また
は、ビットＤ１〜Ｄ３のどれかに、波形が再び作図され
ると、輝度ビットＤ９〜Ｄ１１が再びセットされ、輝度
ビットＤ９〜Ｄ１１のデクリメントが繰り返される。こ
うして、最新の作図波形だけが、全輝度で照明され、他
の全ての作図ピクセルは、５０％の輝度で照明される。

【００４９】ディスプレイコントローラのビデオポート
２２４を介して、高速の更新速度を必要とするデータの
供給を行うグラティキュールウィンドウ発生器５０４
は、ライブ信号トレースの作図において極めて有用であ
る。グラティキュールウィンドウ発生器５０４を追加す
ることによって、既存のコンピュータシステムの動きが
とれなくなるといった事態に陥らないことを保証するた
め、該発生器は、コンピュータのオペレーティングシス
テムには認識できないことが望ましい。換言すれば、グ
ラティキュールウィンドウ発生器５０４は、アプリケー
ションソフトウェアの制御だけしか受けず、コンピュー
タのオペレーティングシステムによって、ディスプレイ
装置として認識されることはない。

【００５０】以上の方法及び装置は、変調をベースにし
たものか、あるいは、周波数をベースにしたものかに関
係なく、電気をベースにしたものか、あるいは、光をベ
ースにしたものかに関係なく、全ての波形計測器（例え
ば、スペクトルアナライザ、オシロスコープ、ネットワ
ークアナライザ、光波オシロスコープ、変調アナライザ
等）によって発生するトレースを表示するために利用で
きるように構想されている。今や、コンピュータ化され
た波形計測器によって、１、２、及び、４ギガサンプル
／秒で捕捉されたサンプルを表示することが可能であ
る。

【００５１】本明細書では、本発明の例証となる、現在
のところ望ましい実施態様ついて詳述してきたが、もち
ろん、本発明の概念は別様にさまざまに実施し、用いる
ことが可能であり、添付の特許請求の範囲は、先行技術
による制限のある場合を除き、こうした変更を含むもの
と解釈されるべきである。

【００５２】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。

【００５３】１．コンピュータスクリーン上にライブ信
号トレースを表示する方法（１００）であって、 ａ）ビデオランダムアクセスメモリにグラティキュール
ウィンドウデータを書き込むステップ（１０２）と、 ｂ）ディスプレイバッファに従来の表示データを書き込
むステップ（１０６）と、 ｃ）同期信号に応答して、 ｉ）前記従来の表示データを読み取り（１０８）、 ｉｉ）前記ビデオランダムアクセスメモリに記憶されて
いる前記グラティキュールウィンドウデータをビデオデ
ータに変換し（１０４）、 ｉｉｉ）基準カラーに一致する前記従来の表示データの
読み取りに応答して、前記ビデオデータと前記従来の表
示データを多重化し、それによってビデオ出力を生成す
る（１１０）ステップと、 ｄ）前記ビデオ出力に応答して、コンピュータスクリー
ンのピクセルを照明するステップ（１１２）とからなる
方法。

【００５４】２．前記グラティキュールウィンドウデー
タが、信号トレースデータを含んでいることからなる上
項１に記載の方法。

【００５５】３．前記グラティキュールウィンドウデー
タが、複数信号波形に関する前記信号トレースデータを
含んでいることからなる上項２に記載の方法。

【００５６】４．さらに、 ａ）前記ビデオランダムアクセスメモリのデータマスク
を生成するステップと、 ｂ）書き込みだけの操作によって、前記ビデオランダム
アクセスメモリのマスクされていないビットに新たな前
記グラティキュールウィンドウデータを書き込むステッ
プ を備えていることからなる上項１に記載の方法。

【００５７】５．前記従来の表示データと多重化される
前に、前記ビデオデータが、ディスプレイコントローラ
のビデオポートを介して入力されることからなる上項１
に記載の方法。

【００５８】６．グラティキュールウィンドウデータを
迅速に記憶し、更新し、表示するように構成されたコン
ピュータ（５００）であって、 ａ）ビデオポート（２２４）を備えたディスプレイコン
トローラ（２１２）と、 ｂ）前記ディスプレイコントローラに結合されたディス
プレイバッファ（２１４）と、 ｃ）前記ビデオポートに接続されたグラティキュールウ
ィンドウ発生器（５０４）を備えており、 前記ディスプレイコントローラが、前記ディスプレイバ
ッファ及び前記グラティキュールウィンドウ発生器から
受信したデータを多重化して、ビデオ出力を発生するこ
とと、 前記グラティキュールウィンドウ発生器が、 ｉ）ビデオランダムアクセスメモリ（６０４）と、 ｉｉ）グラティキュールウィンドウデータを前記ビデオ
ランダムアクセスメモリの個々のビット及びプレーンに
書き込むためのコントローラ手段（６１４）と、 ｉｉｉ）前記ビデオランダムアクセスメモリに記憶され
ているグラティキュールウィンドウデータの個々のプレ
ーンをビデオデータ（６２２）に変換するための符号化
手段（６０６） を備えていることからなるコンピュータ。

【００５９】７．前記ディスプレイコントローラが、 ａ）カラーコンパレータ（３０４）と、 ｂ）マルチプレクサ（３０８）を備えており、 前記カラーコンパレータが、前記ディスプレイバッファ
からデータ（３１０）を受信し、前記データと基準カラ
ー（３１２）を比較することと、前記マルチプレクサ
が、前記ディスプレイバッファから第１のデータ信号を
受信し、前記符号化手段から第２のデータ信号を受信し
て、前記カラーコンパレータから出力される制御信号
（３１４）に応答して、これら第１と第２のデータ信号
を多重化することからなる上項６に記載のコンピュー
タ。

【００６０】８．ａ）波形データイネーブルゲート（３
０６）が、前記カラーコンパレータから出力される前記
制御信号を受信し、また、ビデオポートイネーブル信号
（３１６）も受信することと、 ｂ）前記マルチプレクサが、前記波形データイネーブル
ゲートの出力（３１８）を受信すること からなる上項７に記載のコンピュータ。

【００６１】９．さらに、システムバス（２１６）を備
えていることと、前記ディスプレイコントローラ及び前
記グラティキュールウィンドウ発生器が、それぞれ、前
記システムバスに結合されることからなる上項７に記載
のコンピュータ。

【００６２】１０．さらに、オペレーティングシステム
が記憶されているメモリ（２１０）を備えていること
と、前記オペレーティングシステムは、前記ディスプレ
イコントローラをディスプレイ装置として認識するが、
前記グラティキュールウィンドウ発生器をディスプレイ
装置としては認識しないことからなる上項９に記載のコ
ンピュータ。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、既存のコンピュータシ
ステムの大規模なアップグレード（例えば、より高速の
プロセッサ、より高速のメモリ、ビデオアクセラレータ
カードの追加等）を必要とせずに、コンピュータスクリ
ーン上にライブ信号トレースの高スループットの表示を
行うことができる。

【００６４】さらに、本発明によれば、コンピュータの
オペレーティングシステムによって得られる通常の機能
性を阻害することなく、ライブ信号トレースの効率の良
い更新が可能となる。

【００６５】さらにまた、本発明によれば、ＰＣまたは
ワークステーションのオペレーティングシステムによっ
て利用される標準表示経路を介した表示に、測定テキス
トのような、ライブ信号データよりも目立つように意図
された低速情報を追加することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンピュータスクリーン上にグラティキュール
ウィンドウデータを表示する方法を示す図である。

【図２】図１の方法を実行することが可能な、典型的な
ホストコンピュータの概略図である。

【図３】図２および５のディスプレイコントローラに含
まれる各種ディスプレイコントローラコンポーネントの
概略図である。

【図４】コンピュータ化された波形計測器を示す図であ
る。

【図５】図４のコンピュータ化された波形計測器の各種
コンポーネントを示す概略図である。

【図６】図５のグラティキュールウィンドウ発生器の概
略図である。

【図７】図６のビデオランダムアクセスメモリに記憶さ
れるグラティキュールウィンドウデータに関して可能性
のあるデータフォーマットを示す図である。

【図８】図６のビデオランダムアクセスメモリに記憶さ
れるグラティキュールウィンドウデータに関して可能性
のあるデータフォーマットを示す図である。

【符号の説明】

２００ ホストコンピュータ ２１０ システムＤＲＡＭ ２１２ ディスプレイコントローラ ２１４ ディスプレイバッファ ２２４ ビデオポート ３０４ コンパレータ ３０６ 外部ビデオイネーブルゲート ３０８ マルチプレクサ ５００ コンピュータ化された波形計測器 ５０４ グラティキュールウィンドウ発生器 ６０４ ビデオランダムアクセスメモリ ６０６ 符号化手段 ６１４ ＶＲＡＭコントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンピュータスクリーン上にライブ信号ト
   レースを表示する方法（１００）であって、 ａ）ビデオランダムアクセスメモリにグラティキュール
   ウィンドウデータを書き込むステップ（１０２）と、 ｂ）ディスプレイバッファに従来の表示データを書き込
   むステップ（１０６）と、 ｃ）同期信号に応答して、 ｉ）前記従来の表示データを読み取り（１０８）、 ｉｉ）前記ビデオランダムアクセスメモリに記憶されて
   いる前記グラティキュールウィンドウデータをビデオデ
   ータに変換し（１０４）、 ｉｉｉ）基準カラーに一致する前記従来の表示データの
   読み取りに応答して、前記ビデオデータと前記従来の表
   示データを多重化し、それによってビデオ出力を生成す
   る（１１０）ステップと、 ｄ）前記ビデオ出力に応答して、コンピュータスクリー
   ンのピクセルを照明するステップ（１１２） とからなる方法。