1、2008年2月25日,Eric Wang,1,基于模型的设计对开发流程的影响,MBD（Model-Based Design）,2008年2月25日,Eric Wang,2,传统嵌入系统设计流程(基本循环),2008年2月25日,Eric Wang,3,瀑布式开发,产品需求规范,系统设计规范,详细设计规范,软硬件实现,系统测试计划,单元测试计划,单元测试,集成测试,系统测试,单元测试报告,集成测试报告,特点： 1、顺序进行 2、下一步的正确性依赖于上一步的正确性 3、与客户的沟通集中在开始和结束 4、以文档为主要推动、控制手段，便于控制管理问题： 1、如何保证每一步的正确性？ 2、如何应付客户需
2、求的快速变化？ 3、文档工作及最后输出的有效性？,集成测试计划,系统测试报告,2008年2月25日,Eric Wang,4,工程师的看法,最有效的发现错误的办法是实际调试测试，而不是文档评审 调试测试环境越接近实际情况，发现的问题越多 软硬件工作不同步，时忙时闲 最有效、最准确的文档是源码 用户最讨厌，他们不清楚最终要做什么东西，总是更改需求，尤其是在实际东西拿出来以后，进度计划永远无法满足 文档的制作是多余且烦琐的，看不到它的用处，所以很少去更新,2008年2月25日,Eric Wang,5,快速原型设计基本流程,2008年2月25日,Eric Wang,6,迭代式开发（UML、敏捷开发、基
3、于快速原型的开发）,2008年2月25日,Eric Wang,7,主要方法和思路,开发的每一个阶段，都强调用户介入，以满足用户需求为第一目标 尽早为用户提供可以实际操作的产品，以便用户尽早提出修改意见 反复迭代（仿真，调试），期望尽快发现问题 从简单到复杂，不断细化细节，而不是一开始就提供一个大而全的解决方案缺点： 缺乏清晰的控制节点，对项目管理、计划进度控制要求很高，难度很大 对工具要求高,2008年2月25日,Eric Wang,8,业界早已采用的开发方式,基于模型的文档； 基于模型的设计；区别在于工具 的不同。 有的采用专业工具 有的采用通用工具,2008年2月25日,Eric Wang
4、,9,模型的用途,和文档、流程图等传统设计手段的比较 可以运行 可以验证 可以转化为最终结果 模型也是一种文档，而且是一种更高级的文档 可以在用户和设计者间传递审阅 可以在软硬件设计间交流沟通 可以从简单到复杂不断细化,2008年2月25日,Eric Wang,10,MBD模式开发需要考虑的几个问题,是否可以减少开发成本，缩短开发时间？ 模块化设计保证设计的可移植性 并行工作 用户介入 如何保证模型设计准确性？ 采用软件在环、处理器在环、硬件在环等手段反复仿真、逐步验证 如何将基于模型的设计转移到基于具体硬件的实现？ 代码自动生成、半物理仿真等手段,2008年2月25日,Eric Wang,1
5、1,对工具的需求,能提供准确的仿真验证结果，可以和实际运行进行对比验证提供层次化建模手段，可以进行细化和迭代提供物理系统级的仿真手段，可以设计被控对象，进行闭环仿真能提供代码自动生成工具能提供快速原型（在实际软硬件设计前，提供可模拟仿真运行的模型）的开发组件,2008年2月25日,Eric Wang,12,基于MATLAB工具包的MBD设计流程,2008年2月25日,Eric Wang,13,建模和仿真的几个例子,2008年2月25日,Eric Wang,14,限制,2008年2月25日,Eric Wang,15,MATLAB的功能及作用,What Is MATLAB? MATLAB is a
6、 high-performance language for technical computing. It integrates computation, visualization, and programming in an easy-to-use environment where problems and solutions are expressed in familiar mathematical notation. Typical uses include:Math and computation Algorithm development Data acquisition M
7、odeling, simulation, and prototyping Data analysis, exploration, and visualization Scientific and engineering graphics Application development, including graphical user interface building,2008年2月25日,Eric Wang,16,全套流程总结,设计系统级模型 注重功能表达 纯数学仿真及调试 图形界面检查结果,用户参与，对功能进行确认修改,细化模型 加入数据分析、算法设计及行为描述 在专用工具上进行半物理
8、仿真,用户参与，确认功能 部分硬件参与，确定硬件外围接口合理性,细化模型 硬件自定义函数导入 代码自动生成 和实际硬件进行联调,用户参与，确认功能、性能,整体流程反复在模型上细化，迭代，验证 强调用户介入，将可以操作的原型尽快提供给用户确认 模型设计从上至下，从总体系统到子系统，从粗略到细节 尽快对原型进行调试，在调试中暴露问题，解决问题 软硬件同步开发设计,2008年2月25日,Eric Wang,17,提纲,MATLAB的结构Simulink模型运行原理逻辑处理流程的建模和仿真自动代码生成的具体实现基于dSpace工具的半物理仿真,2008年2月25日,Eric Wang,18,基于MAT
9、LAB全套工具进行MBD设计的基本流程,系统级建模，同时进行需求分析，用signal-builder、Design verifier进行测试案例设计，进行系统级仿真验证； 细化建模，并进行软件在环仿真(SIL)（将模型生成的代码以S-Functions形式转换为模块进行仿真），接口在MATLAB内部实现，可以运行既定的全部测试案例； 处理器在环仿真(PIL)，将控制器代码转换到实际CPU上运行，但接口和MATLAB间通过共享RAM实现，可以运行既定的全部测试案例； 半物理仿真，将代码转移到专用硬件上，进行半物理在环仿真，接口由专用通讯接口实现，可以运行既定的全部测试案例。 硬件在环仿真(HIL
10、)，在实际控制器上运行代码，被控对象以MATLAB模型代替，并运行在专用硬件上，接口有专用通讯接口实现，可以运行既定的测试案例。 最终实车测试，用实际控制器和实际被控对象进行在环调试，接口即为实际线束；测试案例不可能全部运行。,2008年2月25日,Eric Wang,19,后续工作,熟悉Stateflow及Simulink建模，建立以模型为基础的文档流程 建立基于模型的Verification and Validation流程(基于工具DOORS、V&V) 建立基于RTW代码生成的流程及软件在环仿真流程 建立公司内的S-Functions库 建立基于xPc及dSpace的半物理仿真台架 继续培训及学习,
