simulink及基于模型設(shè)計(jì)的嵌入式應(yīng)用_孫忠瀟ppt

1、Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink及基于模型設(shè)計(jì)的嵌入式應(yīng)用,FNST第三事業(yè)部第一開發(fā)部主任工程師 孫忠瀟Simulink基礎(chǔ)版主及代碼生成版主：hyowinner2014年5月24日,2,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,目錄,@Simulink是什么 各家釋意用戶群分析學(xué)習(xí)難度分析@Simulink能夠做什么視頻處理音頻處理

2、工業(yè)流程模擬發(fā)動(dòng)機(jī)控制 自定義娛樂工具箱 Target Support Package目標(biāo)芯片的驅(qū)動(dòng)工具箱@基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用 MBD(Model based Design) 代碼自動(dòng)生成相關(guān)知識(shí) MBD demo——濾波器建模，生成代碼以及驗(yàn)證,3,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink是什么,@百度：Simulink是MATLAB最重要的組件之一

3、，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。@Matlab2013b：simulink opens the Simulink® Library Browser. @Hyowinner：Simulink = Simu + Link Simu -> Simulation ->仿真 ->具象化邏輯及結(jié)果 Link -> 連接 ->模塊與庫連接

4、 ->設(shè)計(jì)與需求連接 ->模型與代碼連接 ->你我與Matlab/Simulink連接,4,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink是什么,模塊庫,,模型,,波形,,5,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink是什么,Simulink的使

5、用者都期待其功能更加強(qiáng)大，能快速實(shí)現(xiàn)想要做的事,期待,6,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink是什么,7,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink能夠做什么,,視頻幀差分使能錄像仿真,,8,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink能夠做什么,,使用自帶模塊搭建音頻解析器，方便快捷。稍作加工即可實(shí)現(xiàn)：播放開始后進(jìn)行

6、音量調(diào)節(jié)、暫停、繼續(xù)以及播放停止等動(dòng)作。構(gòu)成音樂播放器,9,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink能夠做什么,10,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink能夠做什么,11,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,Simulink能夠做什么,Simulink能夠做什么,Target Support Package是針對某一系列MCU/

7、DSP芯片的驅(qū)動(dòng)代碼配置與自動(dòng)生成工具箱，給MBD嵌入式開發(fā)者提供快速算法驗(yàn)證環(huán)境，F(xiàn)M4 TSP主要有以下優(yōu)點(diǎn):1.無需編寫驅(qū)動(dòng)代碼：使用者通過簡單的對話框設(shè)置即可生成驅(qū)動(dòng)代碼2.生成代碼有效：錯(cuò)誤的不合理的驅(qū)動(dòng)配置模型會(huì)通過錯(cuò)誤提示讓使用者改正3.流程自動(dòng)化：從模型代碼生成，IDE啟動(dòng)，工程創(chuàng)建，編譯，下載一鍵完成,TSP,12,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,13,Copyright 2014

8、 FUJITSU LIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,Model Based Design，基于模型設(shè)計(jì)是一種流程，較之傳統(tǒng)軟件開發(fā)流程而言，使開發(fā)者能夠更快捷、以更少的成本花費(fèi)進(jìn)行開發(fā)。適用范圍包括信號處理，控制系統(tǒng)，通信行業(yè)。表述系統(tǒng)的模型是整個(gè)開發(fā)流程的中心，貫穿需求，設(shè)計(jì)，實(shí)施與測試。模型本身就是一個(gè)可執(zhí)行的規(guī)格書，開發(fā)者修改優(yōu)化模型就是對設(shè)計(jì)的修繕，無需到實(shí)施之后通過測試再進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證，可以通過仿真在早期設(shè)計(jì)時(shí)

9、期就及時(shí)進(jìn)行正確性驗(yàn)證，并且在實(shí)施階段，特別是對于嵌入式軟件，代碼由模型生成。,基于模型設(shè)計(jì),14,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,以一個(gè)簡單的濾波器設(shè)計(jì)作為需求，通過基于模型設(shè)計(jì)簡化流程將需求與算法設(shè)計(jì)綁定起來，以保證所有需求都被覆蓋，最終實(shí)現(xiàn)需求與設(shè)計(jì)的一致性。,需求,15,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,根據(jù)濾波

10、器的數(shù)學(xué)表達(dá)關(guān)系進(jìn)行模型建立模型，并設(shè)計(jì)輸入輸出進(jìn)行仿真，以驗(yàn)證模型計(jì)算的正確性。模型輸入包括濾波系數(shù)和需要濾波的信號(帶噪聲的正弦波)仿真時(shí)，選擇合適的算法至關(guān)重要。,模型建立與仿真,模型建立與仿真,16,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,應(yīng)用于嵌入式開發(fā)的模型往往需要選擇固定步長的解算器，而不選用變步長的解算器這是因?yàn)槲⒖刂破鞯臅r(shí)鐘信號是以固定頻率的周期工作，雖然可以實(shí)現(xiàn)

11、倍頻和分頻，往往在一個(gè)應(yīng)用的過程中每個(gè)基礎(chǔ)時(shí)鐘信號是保持不變的。,解算器的選擇,解算器的選擇,17,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,System Target File是Simulink生成代碼不可或缺的起到總領(lǐng)作用的文件。它決定了自身被選擇時(shí)模型配置的動(dòng)作，自定義GUI的追加，模型生成代碼的類型，以及主函數(shù)main的生成與否，生成方式等等。grt.tlc: 快速原型

12、ert.tlc: 嵌入式C代碼，通常使用此項(xiàng)或在此之上進(jìn)行自定義硬件目標(biāo)TSP工具的定制custom:往往都是以ert.tlc為基礎(chǔ)，追加自定義硬件對應(yīng)的配置或功能,系統(tǒng)目標(biāo)文件,所謂tlc即Target Language Compiler的縮寫是一種解釋性編程語言，可以將模型編譯出來的rtw文件按照block級tlc程序轉(zhuǎn)化為目標(biāo)代碼。,聯(lián)編文件,,聯(lián)編文件，即makefile文件(mk),在make_rtw指令下以系統(tǒng)模板聯(lián)編文件

13、(System Template Makefile 即system.tmf)為基礎(chǔ)，生成model.mk聯(lián)編程序，主要負(fù)責(zé)將模型產(chǎn)生的程序，附件的庫文件和自定義的模塊進(jìn)行編譯和鏈接。系統(tǒng)模板聯(lián)編文件(tmf)允許用戶指定編譯器，編譯選項(xiàng)，以及可執(zhí)行文件生成時(shí)所附帶的信息。,,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,18,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,通過rmi setup注冊Active-X controls后Sim

14、ulink Model菜單欄增加了需求追蹤功能追加了鏈接之后，文檔中出現(xiàn)Simulink的小圖標(biāo)，能夠從需求文檔鏈接到模型；每當(dāng)需求出現(xiàn)了變更可以通過鏈接檢查是否及時(shí)反映到所設(shè)計(jì)的模型中，以保持一致性,需求與模型關(guān)聯(lián),基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,19,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,隨著模型復(fù)雜度的提高，人工檢查模型屬性，配置以及對于MAAB標(biāo)準(zhǔn)的遵守度逐漸成為負(fù)擔(dān)，使用Simulink工具欄中的Mo

15、del Advisor工具可以自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)以及模型配置和屬性的檢查，并產(chǎn)生檢查報(bào)告。檢查的內(nèi)容：1.是否會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)仿真出錯(cuò)2.是否會(huì)導(dǎo)致生成的代碼無效(Simulink Coder&Embedded Coder)3.生成的代碼是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)(Simulink Coder&Embedded Coder&Simulink V&V),模型檢查與驗(yàn)證,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,20,Copyright

16、 2014 FUJITSU LIMITED,使用Profiler Report來了解模型每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間消耗和調(diào)用次數(shù)。報(bào)告中會(huì)提示模型執(zhí)行時(shí)間，調(diào)用函數(shù)清單和每個(gè)函數(shù)調(diào)用的詳細(xì)效率分析信息使用注意：1.如果算法模型使用Model Referrence引用，那么需要使該模型在Normal模式2.在進(jìn)行Profiler時(shí)并不分析Model Referrence內(nèi)部，需要單獨(dú)分析,模型效率分析,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,21,Cop

17、yright 2014 FUJITSU LIMITED,初次嘗試，先使用ert.tlc作為系統(tǒng)目標(biāo)文件生成嵌入式Ｃ代碼ert.tlc會(huì)啟動(dòng)代碼生成過程，將模塊轉(zhuǎn)化為C代碼未經(jīng)過任何優(yōu)化的代碼可讀性不強(qiáng),代碼自動(dòng)生成,初次嘗試，先使用ert.tlc作為系統(tǒng)目標(biāo)文件生成嵌入式Ｃ代碼ert.tlc會(huì)啟動(dòng)代碼生成過程，將模塊轉(zhuǎn)化為C代碼未經(jīng)過任何優(yōu)化的代碼可讀性不強(qiáng),代碼自動(dòng)生成,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,代碼自動(dòng)生成—提高可讀性,2

18、2,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,1.為模型增加信號名2.通過信號線屬性配置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)類型,代碼自動(dòng)生成—提高可讀性1,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,1.為模型增加信號名2.通過M代碼在BaseWorkspace創(chuàng)建信號數(shù)據(jù)對象3.關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)對象與模型信號 disableimplicitsignalresolution(gcs)命令可自動(dòng)關(guān)聯(lián),代碼自動(dòng)生成—提高可讀性2,代碼自動(dòng)生成—提高可讀性2,23,

19、Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,1.將模型轉(zhuǎn)換為子系統(tǒng)2.在Block Parameter中配置為原子子系統(tǒng)3.Code Generation頁面定義函數(shù)名與文件名,代碼自動(dòng)生成—結(jié)構(gòu)化,24,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用,最終目的是將通過模型生成的代碼下載到目標(biāo)硬件中去使用，那么模型生成的代碼能不能如實(shí)地反映仿真

20、過程是必須要去驗(yàn)證的。模型與代碼的一致性驗(yàn)證可以通過處理器在環(huán)仿真(Processor In the Loop,PIL)來驗(yàn)證。,代碼的有效性驗(yàn)證,25,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,More about Simulink：to be continued,C-Mex S函數(shù),子系統(tǒng)Mask,tlc語言,Simulink block help文檔制作,自定義Simulink Library,Level 1