製品紹介　USB2.0規格対応　US-H220

「USBストリームスコープ」シリーズでは、従来機US-F100Aから１トランザクションを横一列に並べて表示する方式を採用し、「見やすい」と好評を得ています。 この表示方式は目的のトランザクションをすばやく確認できる優れたユーザーインターフェースです。

さらにUS-H220ではこれを発展させ、データパケットを小さく折りたたんで表示することができるようになりました （←表示イメージ）。

１画面により多くのトランザクションを表示できるため、トランザクションの進行状況を確認するのが、よりわかりやすくなりました

USBデバイスはデータの通信準備ができていないという意味で、「NAK」や「NYET」といったパケットを返すことがあります。 特に、バルク転送においてはこのような応答が延々と続くことがあり、そのような「NAKトランザクション」をそのまま並べて表示していると、 全体的なトランザクション構成の見通しが悪くなることがあります。 (←表示イメージ)。

そこで、USBストリームスコープでは、そのような連続する「NAKトランザクション」をまとめて表示するようになっています。 (→表示イメージ)

この表示方法により、トランザクションの前後の状況も広く見渡せるようになり、 有効なデータパケットがどの程度詰まっているかを直感的に視認できるようになっています。

もちろん、このようなNAKトランザクションそのものを表示しないようにするための 「表示フィルタリング機能」も備わっています。

この画面（→拡大イメージ）は、USB2.0 Hi-Speedに対応したUSBメモリのログです。

１フレーム内に有効なデータパケットは１つ程度しかなく、USB帯域のほとんどが大量のNAKトランザクションで費やされているのが確認できます。 これはFlashROMに対するアクセスタイムが遅いためで、Hi-Speedデバイスの高速性が十分に生かせていない様子がうかがえます。

この画面（→拡大イメージ）は、USB2.0 Hi-Speedに対応したハードディスクのログです。

こちらは、１フレーム内に１１トランザクションものデータパケットが発生しており、そのすべてに有効なデータパケットが詰め込まれているのが確認できます。 各データパケットは512バイト長ですので、わずか125usの間に５．５Kバイトのデータが転送されていて、その最大瞬間転送速度が約４３MByte/secに達していることが分かります。

性能の高いUSB2.0コントローラでの通信では、このように無駄のないデータ転送が行われている様子をつぶさに見ることができます。

ログデータの表示においても、観測したい現象によっては着目すべきパケットが異なります。

USBストリームスコープでは表示のカラーをパケット単位で設定する事ができますので、着目したいパケットに目立つ色を設定する事も可能です。 (→表示イメージ)

特にストリームスコープの特徴である、リアルタイムに近い表示をしながらの観測では、 表示されるパケット名を読まなくてもパケットに設定された「色」だけに注意を払うことで、 対象とするパケットの発生タイミングを知る事が容易にできます。 「トークンパケット」「データパケット」「ハンドシェイクパケット」を各カラムに分けて表示し、同じカラムには他の要素を表示しないUSBストリームスコープの表示スタイルは、このカラー設定による視認性の良さを追求した結果です。

実際の表示イメージを見ながら色の指定を行いますので、変更後の見やすさを確認しながら設定ができます。

SOFパケットが1msec(Fullスピード時）／0.125msec（Hiスピード時）毎に発生しますので、 このSOFパケットとトランザクションの前後関係からトランザクションのおよその発生タイミングを知ることは可能ですが、 USBストリームスコープでは各パケット毎に16.7ns単位の高精度時間計測が可能です。

得られた詳細なパケットタイミング情報を利用すれば、トランザクション間の時間間隔を調べてUSBホストの応答性能を確認したり、 また１トランザクション内でのパケット間の時間間隔を調べてインターパケットディレイ（パケット間遅延時間）違反の調査もできます。

USBバス上でのトランザクション／パケットの転送速度を左側にコンパクトに表示します。

   Hiスピードの場合
   Fullスピードの場合
   Lowスピードの場合

SPLITトランザクションの場合は、右図のように２つの速度表示を行います。
最初の速度はUSBバス上での転送速度で、２番目の速度は、SETUPやINなどのパケットが実際のUSBデバイスに対して送受信されるときの速度を表します。（トランザクショントランスレータ（ＴＴ）の作用による速度変換結果）

USBストリームスコープが備えるトリガ機能は「シーケンシャルトリガ」と呼ばれるもので、 最大１６個のトリガ条件とそれぞれに対応する１６個のアクションを定義できる高機能なものです。 シーケンシャルトリガと名が付いているように、１つのトリガ条件を満たしたらその次のトリガ条件に、更に次へ・・・と 発生するトリガイベントのシーケンスを定義できますので、単発のトリガ動作だけでは捉えきれない複雑な条件をきっかけとして、 ログ開始／ログ停止／トリガ端子出力といったアクションを実行することが可能です。

通常の2GByteのログ取得機能に加え、2GByte×２０ファイルのリングバッファ構成で最大40GByteの連続記録が可能です。

このリピートモードでは、エンドレスなログの連続記録が可能になります。 複数のログファイルをリングバッファのように順繰りに記録していくことで、 ログを停止した時点から遡って最大40GByte前までのログがＰＣのディスクに残ります。
トリガ条件の設定しづらい稀で複雑なトラブルであっても、問題が発生したと思われる時点でログを止めれば、 残されたログの中にトラブルが発生した瞬間の通信内容が記録されているはずです。 それを、検索や表示フィルタ機能を使って絞り込んで見つけ出します。

残すログファイルのサイズとファイル数は、自由に設定できます。

2Gバイトにも及ぶログ解析では、着目すべきデータを検索やフィルタだけで把握する事は困難です。

このため、USBストリームスコープでは、99箇所ものマークを設定できる機能を持っています。 (→表示イメージ)

マーク間の移動も、ショートカットキーや、番号を指定してジャンプする事も可能。 マーク機能を使えば、一度とらえた現象を後でトレースしてより深い状況把握ができます。

USBストリームスコープで取得したUSBログをCSV形式にエクスポートできます。
カンマで区切られたテキストで読める形式に書き出せますから、お客様で独自の解析・集計をすることが可能になります。

ログデータのデータパケット部分から、バイト列のみを切り出して、バイナリファイルで保存可能です。

この機能を使用するとアプリケーションから流したデータと流れてきたデータをすばやく比較検証できます。 例えば、音楽・ビデオなどのマルチメディア系データのストリーミング部分だけをバイナリ保存し、 Windows Media Playerなど外部アプリケーションで再生してみるなどの方法で、USBバス上での送受信データの妥当性検証ができます。

「USBストリームスコープ」は、単にパケット・トランザクションを整理して表示するだけではありません。

「SETUP」パケットから始まる「デバイスリクエスト」や「ディスクリプタ」についても、できるだけ詳細に表示します。 (→表示イメージ)

「デバイスリクエスト」や「ディスクリプタ」の内容を、ただ16進数のバイト列で表示してもなかなか読みづらいものです。 このように「項目名」と「パラメータ」に分類してツリー表示することで、 初めてUSBを勉強する方が「デバイスリクエスト」「ディスクリプタ」を理解しやすいように配慮されています。

さらに詳細表示中のディスクリプタを選択すると、データ中の該当するバイト列が反転表示されますので、 「ディスクリプタの各項目」と「データパケット中のバイト列」の対応関係が一目で分かります。 ストリームスコープで解析した結果から、ディスクリプタを記述していくようなソフト設計も可能になります。

クラス固有のディスクリプタについても同様に解析できますので、より効率的なソフト設計が可能になります。