Simulink及基于模型設(shè)計(jì)的嵌入式應(yīng)用hyowinner實(shí)戰(zhàn)原創(chuàng)PPT課件.ppt

可編輯 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 可編輯 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工業(yè)流程模擬發(fā)動(dòng)機(jī)控制自定義娛樂工具箱TargetSupportPackage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 ModelbasedDesign 代碼自動(dòng)生成相關(guān)知識(shí)MBDdemo 濾波器建模 生成代碼以及驗(yàn)證 3 可編輯 Simulink是什么 百度 Simulink是MATLAB最重要的組件之一 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 simulinkopenstheSimulink LibraryBrowser Hyowinner Simulink Simu LinkSimu Simulation 仿真 具象化邏輯及結(jié)果Link 連接 模塊與庫連接 設(shè)計(jì)與需求連接 模型與代碼連接 你我與Matlab Simulink連接 4 可編輯 Simulink是什么 模塊庫 模型 波形 5 可編輯 Simulink是什么 Simulink的使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 可編輯 Simulink是什么 7 可編輯 Simulink能夠做什么 視頻幀差分使能錄像仿真 8 可編輯 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 可編輯 Simulink能夠做什么 10 可編輯 Simulink能夠做什么 11 可編輯 Simulink能夠做什么 Simulink能夠做什么 TargetSupportPackage是針對(duì)某一系列MCU 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 FM4TSP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(duì)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 Copyright2014FUJITSULIMITED Copyright2014FUJITSULIMITED 12 13 可編輯 基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用 ModelBasedDesign 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(hào)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(duì)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)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(duì)于嵌入式軟件 代碼由模型生成 基于模型設(shè)計(jì) 14 可編輯 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 2020 1 15 15 16 可編輯 基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用 根據(jù)濾波器的數(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(hào) 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 17 可編輯 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(hào)是以固定頻率的周期工作 雖然可以實(shí)現(xiàn)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(hào)是保持不變的 解算器的選擇 解算器的選擇 18 可編輯 基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用 SystemTargetFile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(duì)應(yīng)的配置或功能 系統(tǒng)目標(biāo)文件 所謂tlc即TargetLanguageCompiler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(jí)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 SystemTemplateMakefile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 19 可編輯 通過rmisetup注冊(cè)Active Xcontrols后SimulinkModel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 20 可編輯 隨著模型復(fù)雜度的提高 人工檢查模型屬性 配置以及對(duì)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ModelAdvisor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 SimulinkCoder EmbeddedCoder 3 生成的代碼是否符合安全標(biāo)準(zhǔn) SimulinkCoder EmbeddedCoder SimulinkV 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 21 可編輯 使用ProfilerReport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ModelReferrence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ModelReferrence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 22 可編輯 初次嘗試 先使用ert tlc作為系統(tǒng)目標(biāo)文件生成嵌入式 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 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 23 Copyright2014FUJITSULIMITED 1 為模型增加信號(hào)名2 通過信號(hào)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 Copyright2014FUJITSULIMITED 23 基于模型的嵌入式設(shè)計(jì)及應(yīng)用 1 為模型增加信號(hào)名2 通過M代碼在BaseWorkspace創(chuàng)建信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)象3 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)對(duì)象與模型信號(hào)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 24 Copyright2014FUJITSULIMITED Copyright2014FUJITSULIMITED 24 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BlockParameter中配置為原子子系統(tǒng)3 CodeGeneration頁面定義函數(shù)名與文件名 代碼自動(dòng)生成 結(jié)構(gòu)化 25 Copyright2014FUJITSULIMITED Copyright2014FUJITSULIMITED 25 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 ProcessorIntheLoop PIL 來驗(yàn)證 代碼的有效性驗(yàn)證 26 Copyright2014FUJITSULIMITED Copyright2014FUJITSULIMITED 26 MoreaboutSimulink tobecontinued C MexS函數(shù) 子系統(tǒng)Mask tlc語言 Simulinkbl