当你掌握了该方法,你就再也回不到原来了,下面是书评
《基于模型的设计及其嵌入式实现》
内容简介 本书以基于模型的设计为主线,讲述了M代码和Embedded MATLAB代码的快速编写与调试、浮点Simulink/Stateflow模型的建立、调试与验证以及用户驱动模块的创建;详细介绍了基于模型设计的全过程,主要包括:需求的验证与跟踪、模型的系统测试与设计验证、浮点到定点模型的转换、模型嵌入式C代码的自动生成以及软件/处理器/硬件在环测试。整个过程满足DO-178B航空电子规范,可显著提高工作效率、降低开发成本,并且增加了代码的安全性与鲁棒性,避免了产品开发的潜在市场风险。
本书可作为汽车电子、航天军工、通信与电子信息、电力等领域的工程师从事嵌入式系统开发的技术手册,也可作为高校电子类专业嵌入式系统开发与基于模型设计的教材,另外也是一本MATLAB高级建模与模型验证的参考书。
前言 在目前的市场上,想找到一款不包含嵌入式控制器件的电子、机电产品已经很难了,含有嵌入式系统的产品已深入到了我们工作、生活的方方面面。同时,人们对于产品的安全性、实时性、可操作性、特定功能等要求也越来越高,这也就大大增加了嵌入式系统的复杂性和开发难度。为了在日趋激烈的市场竞争中占据有利地位、开发出高质量的产品,采用传统的项目开发方法已很难满足这些需求。
传统项目开发的方法一般分为4个步骤:
① 需求分析与技术规范阶段。
一般用纸质文档或电子Word文档写成,系统工程师团队以此进行概念和算法研究,评估技术规范的可行性。对于厚厚的技术文档,每个系统工程师对需求和技术规范的理解难免存在偏差。NASA的研究报告指出:“在需求分析阶段产生的错误占整个开发错误的50%以上”,这给后期的项目开发带来了诸多隐患。
② 设计阶段。
硬件开发工程师团队根据系统工程师的评估报告,设计制作原型样机(如汽车、航空航天器、电路板等),项目的前期投入巨大、开发周期长,并且不能保证所制作的原型样机一定能满足技术规范要求的技术指标。
③ 实现阶段。
软件开发工程师团队根据需求与技术规范,在原型样机上,手工编写C代码或汇编代码,实现技术规范所要求的技术指标。这一阶段需要精通软件的编程人员花费大量时间来编制程序、查错、调试、验证,明显增加了工作量,延长了研制周期。此外,手工编制的代码良莠不齐,降低了软件运行的可靠度,增加了代码错误的可能性,给新产品上市带来风险。
④ 测试与验证阶段。
原型样机制造完成后,才能对产品进行测试与验证,只要上述任何一个过程出现偏差都会导致产品开发的失败,这也是传统项目开发最大的弊病。因此,传统的项目开发方法难免重复多次才能成功,开发风险巨大。为了解决这些问题,工程师必须找到一种更快速度、更有效率的开发产品的方法,基于模型的设计就是解决该问题的一种选择。它始于20世纪90年代初的汽车制造和航空航天工业,这些行业需要使用大量的微处理器单元,因此工程师们最先发现了采用建模与仿真的方法来开发嵌入式系统的巨大优势;到了90年代中期,控制算法仿真技术的发展催生了自动代码生成技术。模型仿真和自动代码生成技术在这些行业得到的成功应用,使人们清楚地认识到它在嵌入式系统开发中的经济和高效。基于模型的设计为工程师们提供了一种通用的开发与测试平台,使具有不同工程背景的工程师之间建立起更好的联系,使开发具有高集成度的复杂系统成为可能。目前国际上流行的基于模型设计的软件主要有SCADE和MATLAB,它们都成功地应用于大型项目的开发上,例如,欧洲的空客380、美国的GM混合动力车、诺-马公司的联合攻击机等项目。MATLAB已经成为一种近乎完美的高度集成化的开放式开发平台,在科学计算与建模方面处于不可替代的领先地位,加之其拥有国内众多的用户,因此,本书也选用MATLAB软件为例来讲述基于模型设计的方法。Mathworks公司的Simulink / Stateflow / Embedded MATLAB等工具使得工程师可以在一个可视化的交互开发测试平台上进行基于模型的设计,工程师还可以利用直观的模块图对系统模型和子系统设计进行可视化处理。 |