JPS61208167A - ヒストグラムデータ発生装置 - Google Patents
ヒストグラムデータ発生装置Info
- Publication number
- JPS61208167A JPS61208167A JP61048164A JP4816486A JPS61208167A JP S61208167 A JPS61208167 A JP S61208167A JP 61048164 A JP61048164 A JP 61048164A JP 4816486 A JP4816486 A JP 4816486A JP S61208167 A JPS61208167 A JP S61208167A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- histogram
- data
- ram
- shift register
- time
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mathematical Analysis (AREA)
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- Probability & Statistics with Applications (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
- Debugging And Monitoring (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ヒストグラムのためのデータを特にリアルタ
イムで発生する装置に関する。
イムで発生する装置に関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕ヒスト
グラムとは、特定のイベントの回数及び/または時間を
表わしたものであり、例えばコンピュータが種々の手順
や命令を実行するのに要する時間をグラフ表示したもの
である。第3図はヒストグラムの一例である。この図で
、異なるイベントは異なる水平のバーで表わされ、バー
の長さはそのイベントの回数あるいは時間に対応してい
る。
グラムとは、特定のイベントの回数及び/または時間を
表わしたものであり、例えばコンピュータが種々の手順
や命令を実行するのに要する時間をグラフ表示したもの
である。第3図はヒストグラムの一例である。この図で
、異なるイベントは異なる水平のバーで表わされ、バー
の長さはそのイベントの回数あるいは時間に対応してい
る。
ヒストグラムは、コンピュータを用いて異なる手順に要
する時間またはその発生回数を測定するためのソフトウ
ェアをサンプリング的に働かせることにより発生しても
よいが、この手法の欠点は被試験ソフトウェアまたはコ
ンピュータに干渉してしまうことである。他の手法とし
ては、複数のハードウェアタイマまたはカウンタを各特
定のイベントまたは手順に割当てておき、そのイベント
または手順が発生する度にそれらをイネーブルすること
が考えられる。この手法はイベントの数が限定されてい
る場合には問題ないが、任意のサイズのヒストグラムに
対しては現実的ではない。
する時間またはその発生回数を測定するためのソフトウ
ェアをサンプリング的に働かせることにより発生しても
よいが、この手法の欠点は被試験ソフトウェアまたはコ
ンピュータに干渉してしまうことである。他の手法とし
ては、複数のハードウェアタイマまたはカウンタを各特
定のイベントまたは手順に割当てておき、そのイベント
または手順が発生する度にそれらをイネーブルすること
が考えられる。この手法はイベントの数が限定されてい
る場合には問題ないが、任意のサイズのヒストグラムに
対しては現実的ではない。
1つの従来手法は、スチープン・カーマン(Stave
n Kerman )氏の論文[ア・ファシリティ・フ
ォー・アナライジング・マイクロプロセッサ・システム
・パーフォーマンスJ、ダイジェスト・オブ・ペーパー
ズ、 IEEE コンブコン、 1979年に開示さ
れている。この手法では、1個のカウンタと1個のラン
ダムアクセスメモリ (RAM)とを多数のカウンタの
代りに用いている。各イベントの発生中、カウンタはク
ロックパルスを計数し、その最終値がメモリの記憶値に
加算される。多くの異なるメモリ記憶位置のデータ更新
のためには同一の加算器が順次用いられる。この手法は
、多数のカウンタを用いる上述の場合より実際的ではあ
るが、尚ハードウェアに片寄っており、且つ加算処理に
要する時間のため所望の速度が得られない。速度が遅い
ことは、ヒストグラムプロセッサのリアルタイムでの用
途を著しく制限する。
n Kerman )氏の論文[ア・ファシリティ・フ
ォー・アナライジング・マイクロプロセッサ・システム
・パーフォーマンスJ、ダイジェスト・オブ・ペーパー
ズ、 IEEE コンブコン、 1979年に開示さ
れている。この手法では、1個のカウンタと1個のラン
ダムアクセスメモリ (RAM)とを多数のカウンタの
代りに用いている。各イベントの発生中、カウンタはク
ロックパルスを計数し、その最終値がメモリの記憶値に
加算される。多くの異なるメモリ記憶位置のデータ更新
のためには同一の加算器が順次用いられる。この手法は
、多数のカウンタを用いる上述の場合より実際的ではあ
るが、尚ハードウェアに片寄っており、且つ加算処理に
要する時間のため所望の速度が得られない。速度が遅い
ことは、ヒストグラムプロセッサのリアルタイムでの用
途を著しく制限する。
したがって、本発明の目的はヒストグラムデータを高速
に発生する装置を提供することである。
に発生する装置を提供することである。
本発明の他の目的は、必要な回路が従来より高速かつ簡
単なヒストグラムデータ発生装置を提供することである
。
単なヒストグラムデータ発生装置を提供することである
。
本発明によるヒストグラムデータ発生装置によれば、夫
々ヒストグラムの複数の要素を表わす複数の値を記憶し
、そのヒストグラム要素の1つに対応するイベントの発
生に応じて疑似ランダムシーケンスを発生する。そのイ
ベントの終了時、上記要素の記憶値をシーケンスの最終
値で更新する。
々ヒストグラムの複数の要素を表わす複数の値を記憶し
、そのヒストグラム要素の1つに対応するイベントの発
生に応じて疑似ランダムシーケンスを発生する。そのイ
ベントの終了時、上記要素の記憶値をシーケンスの最終
値で更新する。
尚、上記シーケンスは今まで記憶されていたその要素の
値からスタートする。
値からスタートする。
本発明によるヒストグラム発生装置の実施例では、夫々
ヒストグラムの複数の要素を表わす複数の値を記憶する
RAMを用いる。ヒストグラム要素の1・つに対応する
イベントの発生に応じて、その要素に対応するRAMの
記憶値が疑似ランダムシーケンス発生器にロードされ、
疑似ランダムシーケンス発生器は上記イベントの継続期
間中シーケンスを発生し続ける。イベントの終了時、疑
似ランダムシーケンスの値はRAMに戻され、同要素の
記憶値を更新する。
ヒストグラムの複数の要素を表わす複数の値を記憶する
RAMを用いる。ヒストグラム要素の1・つに対応する
イベントの発生に応じて、その要素に対応するRAMの
記憶値が疑似ランダムシーケンス発生器にロードされ、
疑似ランダムシーケンス発生器は上記イベントの継続期
間中シーケンスを発生し続ける。イベントの終了時、疑
似ランダムシーケンスの値はRAMに戻され、同要素の
記憶値を更新する。
このように、本発明によれば、多数のカウンタは不要で
あり、カウンタ及び加算器も必要ないので、装置のコス
ト低減・簡略化が図れるのみならず、動作速度を向上さ
せることができる。
あり、カウンタ及び加算器も必要ないので、装置のコス
ト低減・簡略化が図れるのみならず、動作速度を向上さ
せることができる。
第1図は本発明によるヒストグラムデータ発生装置の一
実施例のブロック図である。RAM(11)は、例えば
第3図の水平バーの長さの如きヒストグラム要素の大き
さを表わすヒストグラム“カウント”を記憶する。メモ
リ (11)の種々の記憶位置に記憶された数値に応じ
てバー(あるいは任意の都合のよい表示形態)を表示す
るには、従来のグラフィック表示装置を用い得る。
実施例のブロック図である。RAM(11)は、例えば
第3図の水平バーの長さの如きヒストグラム要素の大き
さを表わすヒストグラム“カウント”を記憶する。メモ
リ (11)の種々の記憶位置に記憶された数値に応じ
てバー(あるいは任意の都合のよい表示形態)を表示す
るには、従来のグラフィック表示装置を用い得る。
この実施例では、コンピュータが特定の手順を実行する
のに要する累積時間を表わすヒストグラムの発生に・つ
いて説明する。即ち、この実施例でのヒストグラム要素
は、ある命令またはある命令群のすべての発生に関し、
その実行時間の総計を表わす。このデータは、過渡の時
間を要する手順の発見に有益である。
のに要する累積時間を表わすヒストグラムの発生に・つ
いて説明する。即ち、この実施例でのヒストグラム要素
は、ある命令またはある命令群のすべての発生に関し、
その実行時間の総計を表わす。このデータは、過渡の時
間を要する手順の発見に有益である。
RAM(10)のデータ出力端(25)〜(32)を中
間回路を介してシフトレジスタ(15)の並列データ入
力端Po”Pvに接続する。具体的には、RAM(10
)の出力端(25)〜(31)は夫々シフトレジスタ(
15)の並列データ入力端P1〜P7に接続される。排
他的論理和(X OR)ゲート(35)はデータ出力端
(27)及び(32)からのデータを受け、その出力を
シフトレジスタ(15)のPo入力端に入力する。シフ
トレジスタ(15)の並列データ出力Qo=Qvはバス
(39)を介してRAM(11)へそのデータ入力とし
て戻される。
間回路を介してシフトレジスタ(15)の並列データ入
力端Po”Pvに接続する。具体的には、RAM(10
)の出力端(25)〜(31)は夫々シフトレジスタ(
15)の並列データ入力端P1〜P7に接続される。排
他的論理和(X OR)ゲート(35)はデータ出力端
(27)及び(32)からのデータを受け、その出力を
シフトレジスタ(15)のPo入力端に入力する。シフ
トレジスタ(15)の並列データ出力Qo=Qvはバス
(39)を介してRAM(11)へそのデータ入力とし
て戻される。
シフトレジスタ(15)の2つの出力Q2及びQ7はX
ORゲート(37)を介してシフトレジスタ(15)の
直列入力端Doに帰還される。
ORゲート(37)を介してシフトレジスタ(15)の
直列入力端Doに帰還される。
リード/ライト(R/W)制御器(13)は、コンピュ
ータのアドレスバスを可とするアドレスバス(21)上
に指定されたアドレスにおいてRAM(11)の続出/
書込を行なわせるものである。実際には、バス(21)
の所定の上位ビットのみをRAM(11)のアドレス指
定に用いてRAM(11)内の各記憶位置が一連のコン
ピュータ命令に対応するようにしてもよい。
ータのアドレスバスを可とするアドレスバス(21)上
に指定されたアドレスにおいてRAM(11)の続出/
書込を行なわせるものである。実際には、バス(21)
の所定の上位ビットのみをRAM(11)のアドレス指
定に用いてRAM(11)内の各記憶位置が一連のコン
ピュータ命令に対応するようにしてもよい。
R/W制御器(13)は、被試験コンピュータからフェ
ッチ信号を受け、RAM(11)を続出状態にすると共
に、信号線(17)上にプリセットイネーブル信号を出
力する。プリセットイネーブル信号は、シフトレジスタ
(15)をイネーブルし、次に信号線(19)上のコン
ピュータクロックパルスが発生したとき入力端PO−P
7の並列データをシフトレジスタ(15)に取込ませる
。シフトレジスタ(15)はイネーブルされていないと
きは、通常の動作を行ない、コンピュータクロックパル
スを受ける度に直列入力端Doのデータを左から右ヘシ
フトする。
ッチ信号を受け、RAM(11)を続出状態にすると共
に、信号線(17)上にプリセットイネーブル信号を出
力する。プリセットイネーブル信号は、シフトレジスタ
(15)をイネーブルし、次に信号線(19)上のコン
ピュータクロックパルスが発生したとき入力端PO−P
7の並列データをシフトレジスタ(15)に取込ませる
。シフトレジスタ(15)はイネーブルされていないと
きは、通常の動作を行ない、コンピュータクロックパル
スを受ける度に直列入力端Doのデータを左から右ヘシ
フトする。
信号線(17)上のプリセットイネーブル信号は1クロ
ツクパルスの後、消失するので、後続ツクロックパルス
は並列入力データをシフトする。バス(21)に与えら
れたアドレスの命令(または命令群)に代表される如き
プログラムの特定部分が実行されている間、データは各
コンピュータクロックパルス毎にシフトを続ける。
ツクパルスの後、消失するので、後続ツクロックパルス
は並列入力データをシフトする。バス(21)に与えら
れたアドレスの命令(または命令群)に代表される如き
プログラムの特定部分が実行されている間、データは各
コンピュータクロックパルス毎にシフトを続ける。
この実施例では、シフトレジスタ(15)は、自身の出
力Q2及びQ7のXOR出力をXORゲート(37)か
ら直列入力データとして受ける。この直列入力情報は各
クロックパルス毎に右方向へ1ポジシヨンシフトする。
力Q2及びQ7のXOR出力をXORゲート(37)か
ら直列入力データとして受ける。この直列入力情報は各
クロックパルス毎に右方向へ1ポジシヨンシフトする。
この特定の帰還構成によって、シフトレジスタ(15)
から既知の長さくここでは並列出力QO”Q?の217
のユニーク(一義的)な組合せ)の疑似ランダムシーケ
ンスを発生させることができる。このシーケンスの一部
を第2図に示す。この例と異なる疑似ランダムシーケン
ス発生のための他の帰還接続を行ない得ることは明らか
であり、ここで説明する構成は単なる一例にすぎない。
から既知の長さくここでは並列出力QO”Q?の217
のユニーク(一義的)な組合せ)の疑似ランダムシーケ
ンスを発生させることができる。このシーケンスの一部
を第2図に示す。この例と異なる疑似ランダムシーケン
ス発生のための他の帰還接続を行ない得ることは明らか
であり、ここで説明する構成は単なる一例にすぎない。
これらのユニークな出力シーケンスは、あるヒストグラ
ム要素の累積された大きさを表わす順次の数値として扱
われる。その後、コンピュータのフェッチ信号が偽(f
alse)になると、シフトレジスタ(15)の内容は
バス(39)を介してRAM(11)のアドレス指定記
憶位置にロードされ、そこに記憶されていた数値を更新
する。
ム要素の累積された大きさを表わす順次の数値として扱
われる。その後、コンピュータのフェッチ信号が偽(f
alse)になると、シフトレジスタ(15)の内容は
バス(39)を介してRAM(11)のアドレス指定記
憶位置にロードされ、そこに記憶されていた数値を更新
する。
要約すれば、特定のアドレス(またはアドレス群)に対
する命令フェッチが起こると、シフトレジスタ(15)
は疑似ランダムシーケンスの前回の最終結果を並列入力
として受け、上記特定のアドレス(またはアドレス群)
が出力されている間は同じ疑似ランダムシーケンスが進
行する。その後、RAM(11)の上述のアドレス指定
記憶位置には、ヒストグラム要素を最新値で更新するた
めシフトレジスタ(15)から再ロードが行なわれる。
する命令フェッチが起こると、シフトレジスタ(15)
は疑似ランダムシーケンスの前回の最終結果を並列入力
として受け、上記特定のアドレス(またはアドレス群)
が出力されている間は同じ疑似ランダムシーケンスが進
行する。その後、RAM(11)の上述のアドレス指定
記憶位置には、ヒストグラム要素を最新値で更新するた
めシフトレジスタ(15)から再ロードが行なわれる。
上述のとおり、RAM(11)の内容はシフトレジスタ
(15)の並列入力端に直接ロードされるのではなく、
XORゲー) (35)から成る中間回路を介してロー
ドされる。したがって、このシフトレジスタ(15)の
並列ロード時、RAM(11)の出力データと同じデー
タがシフトレジスタ(15)で1ポジシヨン右にシフト
されたと等価なデータがシフトレジスタ(15)にロー
ドされる。即ち、RAM(11)の出力をシフトレジス
タ(15)にロードさせるクロックパルスによっても、
疑似ランダムシーケンスは1だけシフトされることにな
る。
(15)の並列入力端に直接ロードされるのではなく、
XORゲー) (35)から成る中間回路を介してロー
ドされる。したがって、このシフトレジスタ(15)の
並列ロード時、RAM(11)の出力データと同じデー
タがシフトレジスタ(15)で1ポジシヨン右にシフト
されたと等価なデータがシフトレジスタ(15)にロー
ドされる。即ち、RAM(11)の出力をシフトレジス
タ(15)にロードさせるクロックパルスによっても、
疑似ランダムシーケンスは1だけシフトされることにな
る。
この構成によりシフトレジスタの内容が、即ちRAM(
11)に戻し書きされる場合、lクロックパルスの時間
の累積が正しく行なわれる。
11)に戻し書きされる場合、lクロックパルスの時間
の累積が正しく行なわれる。
シフトレジスタ(15)によるRAM(11)への累積
・再ロードは加算器を用いることなく行なわれるので、
伝播にかかる時間等は不要である0本発明の装置は、か
なり高速であり、 29MHz以上のクロックで発生す
るディスプレイに対してリアルタイムに情報を発生し得
る。
・再ロードは加算器を用いることなく行なわれるので、
伝播にかかる時間等は不要である0本発明の装置は、か
なり高速であり、 29MHz以上のクロックで発生す
るディスプレイに対してリアルタイムに情報を発生し得
る。
コンピュータの動作を描写するためのヒストグラム発生
は単に説明のための一例であり、ヒストグラムは種々の
広範囲な目的のために発生し得る。
は単に説明のための一例であり、ヒストグラムは種々の
広範囲な目的のために発生し得る。
第3図の水平バーは、例えば方形波の如き波形が所定の
電圧レベルにあった時間の累積を表わすものであっても
よい。その後、このヒストグラムを用いて、平均、RM
S値、デユーティファクタ等の観測波形の特性を導出で
きる。このような用途では、高速ヒストグラムプロセッ
サの使用により、これを使用しない場合に比べてかなり
短時間に結果が得られる。
電圧レベルにあった時間の累積を表わすものであっても
よい。その後、このヒストグラムを用いて、平均、RM
S値、デユーティファクタ等の観測波形の特性を導出で
きる。このような用途では、高速ヒストグラムプロセッ
サの使用により、これを使用しない場合に比べてかなり
短時間に結果が得られる。
通常、ビデオアプリケーションでは14M)Iz乃至2
0MHzの周波数範囲で波形のデジタル化が行なわれる
。これまではこの速度に追従するヒストグラム処理を設
計・構築することは困難であったが、本発明によれば容
易に達成される。その上、本発明によるヒストグラム処
理は、複雑なリアルタイム制御システムで行なわれる統
計データの累積にも通用し得る。原子核反応制御や大形
静電集塵器の制御の分野への適用も考えられる。
0MHzの周波数範囲で波形のデジタル化が行なわれる
。これまではこの速度に追従するヒストグラム処理を設
計・構築することは困難であったが、本発明によれば容
易に達成される。その上、本発明によるヒストグラム処
理は、複雑なリアルタイム制御システムで行なわれる統
計データの累積にも通用し得る。原子核反応制御や大形
静電集塵器の制御の分野への適用も考えられる。
浮動少数点によるヒストグラム処理のためには、上述し
たヒストグラムプロセッサを2個用いる。
たヒストグラムプロセッサを2個用いる。
その一方はモジュロヒストグラムを発生する。即ち、浮
動少数点ヒストグラムの仮数を累積する。
動少数点ヒストグラムの仮数を累積する。
他方は、モジュロキャリーを計数しその総計を仮数のメ
モリアドレスに対応するメモリアドレス記憶位置に累積
することにより浮動少数点ヒストグラムの指数を発生す
る。典型的には、両プロセッサはファーストインファー
ストアウト(FIFO)バッファによって結合し、指数
プロセッサを仮数プロセッサより低速かつ低コストのハ
ードウェアで構成する。浮動少数点ヒストグラムプロセ
ッサを使用する理由は、“浅い”ヒストグラムに対して
充分な速度のハードウェアを用いて非常に“深い”ヒス
トグラムを処理可能にするためである。
モリアドレスに対応するメモリアドレス記憶位置に累積
することにより浮動少数点ヒストグラムの指数を発生す
る。典型的には、両プロセッサはファーストインファー
ストアウト(FIFO)バッファによって結合し、指数
プロセッサを仮数プロセッサより低速かつ低コストのハ
ードウェアで構成する。浮動少数点ヒストグラムプロセ
ッサを使用する理由は、“浅い”ヒストグラムに対して
充分な速度のハードウェアを用いて非常に“深い”ヒス
トグラムを処理可能にするためである。
以上、本発明の好適実施例について説明したが、本発明
の要旨を逸脱することなく種々の変形・変更が行なえる
ことは当業者には明らかであろう。
の要旨を逸脱することなく種々の変形・変更が行なえる
ことは当業者には明らかであろう。
本発明によれば、疑似ランダムシーケンス発生器を利用
し、この出力をそのままRAMに記憶させるようにした
ので、カウンタ及び加算器が不要となり、ヒストグラム
データ発生装置のコストを低減するだけでなく動作速度
を向上させることができる。
し、この出力をそのままRAMに記憶させるようにした
ので、カウンタ及び加算器が不要となり、ヒストグラム
データ発生装置のコストを低減するだけでなく動作速度
を向上させることができる。
第1図は本発明によるヒストグラムデータ発生装置の一
実施例のブロック図、第2図は第1図の装置で発生した
疑似ランダムシーケンスを示す説明図、第3図は典型的
なヒストグラムを示す説明図である。 図中、(11)は記憶手段、(15,37)は疑似ラン
ダムシーケンス発生器を示す。
実施例のブロック図、第2図は第1図の装置で発生した
疑似ランダムシーケンスを示す説明図、第3図は典型的
なヒストグラムを示す説明図である。 図中、(11)は記憶手段、(15,37)は疑似ラン
ダムシーケンス発生器を示す。
Claims (1)
- アドレス指定可能な複数の記憶位置を有する記憶手段と
、該記憶手段からのデータを並列ロード可能な疑似ラン
ダムシーケンス発生手段とを具え、該疑似ランダムシー
ケンス発生手段の並列出力端が上記記憶手段のデータ入
力端に接続されたヒストグラムデータ発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US710194 | 1985-03-11 | ||
| US06/710,194 US4774681A (en) | 1985-03-11 | 1985-03-11 | Method and apparatus for providing a histogram |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208167A true JPS61208167A (ja) | 1986-09-16 |
| JPH053032B2 JPH053032B2 (ja) | 1993-01-13 |
Family
ID=24853012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61048164A Granted JPS61208167A (ja) | 1985-03-11 | 1986-03-05 | ヒストグラムデータ発生装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4774681A (ja) |
| EP (1) | EP0194744B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61208167A (ja) |
| CA (1) | CA1253975A (ja) |
| DE (1) | DE3687237T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02216551A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-08-29 | Sony Tektronix Corp | データ発生回数アナライザ |
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|---|---|---|---|---|
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