基于模型的設(shè)計(jì)課件

1、基于模型的設(shè)計(jì)（MBD）Model-Based Design,DSP代碼自動(dòng)生成技術(shù),2021/1/26,1,基于模型的設(shè)計(jì),Model Based Design，基于模型設(shè)計(jì)是一種流程，較之傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)流程而言，使開(kāi)發(fā)者能夠更快捷、以更少的成本花費(fèi)進(jìn)行開(kāi)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(kāi)發(fā)流程的中心，貫穿需求，設(shè)計(jì)，實(shí)施與測(cè)試。模型本身就是一個(gè)可執(zhí)行的規(guī)格書(shū)，開(kāi)發(fā)者修改優(yōu)化模型就是對(duì)設(shè)計(jì)的修繕，無(wú)需到實(shí)施之后通過(guò)測(cè)試再進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證，可以通過(guò)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,MBD簡(jiǎn)介,2021/1

2、/26,2,基于模型的設(shè)計(jì),MBD的實(shí)際應(yīng)用,2021/1/26,3,基于模型的設(shè)計(jì),4,基于模型的設(shè)計(jì),傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)流程,5,基于模型的設(shè)計(jì),基于模型的設(shè)計(jì),MATLAB與CCS配置,1.在matlab 中鍵入xmakefilesetup ,彈出“gmake”對(duì)話框,圖1 gmake設(shè)置,前提假設(shè)CCS5安裝路徑如下： CCS Installation: D:TIccsv5 CCSV5安裝路徑 Code geeneration Tools: D:TIccsv5toolscompilerc2000 ，編譯器的路徑 如果其它路徑，則需要在下邊的應(yīng)用中相應(yīng)的路徑中更改路徑,2021/1/26,6

3、,基于模型的設(shè)計(jì),MATLAB與CCS配置,將display operational configuration only的勾選去掉，然后在configuration的下拉中選擇ticcs_c2000_ccsv5，如果沒(méi)有，則點(diǎn)擊右上角的New，然后分別在Make Utiliy、Complier、Linker、Archiver、Prebuild、Postbuild、Execute填入一下內(nèi)容,2021/1/26,7,基于模型的設(shè)計(jì),MATLAB與CCS配置,Complier,Complier： D:/ti/ccsv5/tools/compiler/c2000_6.2.0/bin/cl2000

4、Arguments ：-ID:/ti/ccsv5/tools/compiler/c2000_6.2.0/include -fr|MW_XMK_DERIVED_PATH_REF,Make Utiliy,Make Utility ： D:PROGRA1MATLABR2013abinwin32gmake （這個(gè)路徑是Matlab的編譯路徑） Arguments ： -f |MW_XMK_GENERATED_FILE_NAMER| |MW_XMK_ACTIV_BUILD_ACTION_REF,2021/1/26,8,基于模型的設(shè)計(jì),MATLAB與CCS配置,Linker,Linker: D:/ti/c

5、csv5/tools/compiler/c2000_6.2.0/bin/cl2000 Arguments : -o |MW_XMK_GENERATED_TARGET_REF,Archiver,Archievr: D:/ti/ccsv5/tools/compiler/c2000_6.2.0/bin/ar2000 Arguments: -r |MW_XMK_GENERATED_TARGET_REF,2021/1/26,9,基于模型的設(shè)計(jì),Execute 執(zhí)行編譯,Execute Tool： D:ticcsv5ccs_basescriptingbindss.bat Arguments ：D:PROG

6、RA1MATLABR2013atoolboxidelinkextensions ticcsccsdemosrunProgram.js D:tiXDS100v2.ccxml |MW_XMK_GENERATED_TARGET_REFE,MATLAB與CCS配置,2021/1/26,10,基于模型的設(shè)計(jì),圖2 TLC文件選擇,MATLAB與CCS配置,2021/1/26,11,基于模型的設(shè)計(jì),在target hardware resources中IDE/Tool Chain ，選擇Texas Instruments Code Composer Studio v5 (makefile generati

7、on only). 注意：首先備份配置，因?yàn)檫@會(huì)覆蓋已有的配置。然后設(shè)置board為C2000，processor為 F28335,圖3 configuration parameters/Code generation設(shè)置,MATLAB與CCS配置,2021/1/26,12,基于模型的設(shè)計(jì),檢查是否配置成功，在workspace鍵入checkEnvSetup(ccsv5,F28335, setup)，這時(shí)如果沒(méi)有配置成功，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出如下圖對(duì)話框，提示選擇安裝路徑等，此過(guò)程和xmakefilesetup的設(shè)置相似，只不過(guò)此處是設(shè)置系統(tǒng)環(huán)境變量，這樣才能讓軟件通過(guò)系統(tǒng)變量找到相關(guān)軟件的路徑，如

8、果配置成功顯示如下圖， checkEnvSetup(ccsv5,f28335, check)，檢查配置 checkEnvSetup(ccsv5,f28335, setup)，設(shè)置環(huán)境變量,圖4 環(huán)境變量檢查以及設(shè)置,MATLAB與CCS配置,2021/1/26,13,基于模型的設(shè)計(jì),checkEnvSetup(ccsv5,F28335 eZdsp, setup) 1. Checking CCSv5 (Code Composer Studio) version Required version: 5.0 or later Required for : Code Generation Your V

9、ersion : 5.5.0 # Setting environment variable TI_DIR to D:ticcsv5 2. Checking CGT (Texas Instruments C2000 Code Generation Tools) version Required version: 5.2.1 to 6.0.2 Required for : Code generation Your Version : 6.2.0 # Setting environment variable C2000_CGT_INSTALLDIR to D:ticcsv5toolscompiler

10、c2000_6.2.0 The version found for CGT differs from the one used for our software validation. Use it at your own risk. 3. Checking DSP/BIOS (Real Time Operating System) version Required version: 5.33.05 to 8 Required for : Code generation Your Version : 5.42.01.09 # Setting environment varia

11、ble CCSV5_DSPBIOS_INSTALLDIR to D:tibios_5_42_01_09 The version found for DSP/BIOS differs from the one used for our software validation. Use it at your own risk. 4. Checking XDC Tools (eXpress DSP Components) version Required version: 3.16.02.32 or later Required for : Code generation Your Version

12、: 3.24.05.48 5. Checking Flash Tools (TMS320C28335 Flash APIs) version Required version: 2.10 Required for : Flash Programming Your Version : 2.10 # Setting environment variable FLASH_28335_API_INSTALLDIR to D:titidcsc28Flash28_APIFlash28335_API_V210,MATLAB與CCS配置,2021/1/26,14,基于模型的設(shè)計(jì),MBD流程,1.模型搭建 2.

13、軟件在換測(cè)試(SIL)： ert .tlc嵌入式C代碼， 3.硬件在環(huán)測(cè)試(PIL)：idenlink_ert .tlc 4.DSP代碼自動(dòng)生成,2021/1/26,15,基于模型的設(shè)計(jì),應(yīng)用于嵌入式開(kāi)發(fā)的模型往往需要選擇固定步長(zhǎng)的解算器，而不選用變步長(zhǎng)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(guò)程中每個(gè)基礎(chǔ)時(shí)鐘信號(hào)是保持不變的,Solver options Type: Fixed-step Solver:discrete Fixed-step,Solver設(shè)置,2021/1/26,16,基于模型的設(shè)計(jì),文檔自動(dòng)生成設(shè)置,2021/1

14、/26,17,基于模型的設(shè)計(jì),TI C2000系列DSP模塊,2021/1/26,18,基于模型的設(shè)計(jì),ADC模塊,2021/1/26,19,基于模型的設(shè)計(jì),ePWM模塊,2021/1/26,20,基于模型的設(shè)計(jì),GPIO模塊,2021/1/26,21,基于模型的設(shè)計(jì),Memory Copy模塊,2021/1/26,22,基于模型的設(shè)計(jì),DSP代碼自動(dòng)生成視頻演示,2021/1/26,23,基于模型的設(shè)計(jì),24,基于模型的設(shè)計(jì),使用Profiler Report來(lái)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

15、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,MBD進(jìn)階,25,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,未經(jīng)過(guò)任何優(yōu)化的代碼可讀性不強(qiáng) 1.為模型增加信號(hào)名 2.通過(guò)信號(hào)線屬性配置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)類型 3.關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)對(duì)象與模型信號(hào)(gcs)命令可自動(dòng)關(guān)聯(lián),代碼自動(dòng)生成提高可讀性,基于模型的設(shè)計(jì),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(yè)面定義函數(shù)名與文件名,代碼自動(dòng)生成

16、結(jié)構(gòu)化,26,Copyright 2014 FUJITSU LIMITED,基于模型的設(shè)計(jì),為什么要基于模型設(shè)計(jì),MathWorks公司CEOJack Little,基于模型的設(shè)計(jì)至少可以給我們帶來(lái)四個(gè)方面的好處： 1. 圖形化設(shè)計(jì) 明確、清晰、唯一，便于交流、便于維護(hù)。 2. 早期驗(yàn)證 軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，bug的引入難以避免，能否盡快發(fā)現(xiàn)bug對(duì)整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程至關(guān)重要。 3. 代碼的自動(dòng)生成（最容易關(guān)注的優(yōu)勢(shì) ） a.代碼都不用寫(xiě)了。“碼農(nóng)”從此跟我無(wú)關(guān)，原本需要一個(gè)月時(shí)間寫(xiě)完的代碼，現(xiàn)在可能只要一個(gè)上午或者兩個(gè)小時(shí)就可以搞定。 b.代碼質(zhì)量高。MBD生成的代碼在各種效率上（RAM、ROM、執(zhí)行

17、時(shí)間等）不比大學(xué)畢業(yè)后工作了5年的工程師差。 4. 文檔自動(dòng)化 對(duì)于文檔，我說(shuō)兩點(diǎn)： a.工程師大多不愿意寫(xiě)文檔； b.開(kāi)發(fā)過(guò)程中文檔又是不可缺少的。 （引自MATLAB中文論壇： http:/,2021/1/26,27,基于模型的設(shè)計(jì),主要參考資料,1、基于模型設(shè)計(jì)是肯定可以解決任何問(wèn)題的（能夠解決的），如果這種方法都不能搞定，傳統(tǒng)方法那更是望塵莫及了 2、入門(mén)比較痛苦，要堅(jiān)持！ 3.鳳凰網(wǎng)的軍事節(jié)目報(bào)道，F(xiàn)22摔的那三駕都是由于飛行員不按操作規(guī)程駕駛造成的，即軟件故障造成的！-這就是運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。 為什么F35沒(méi)有發(fā)生同樣的問(wèn)題呢，F(xiàn)22是用傳統(tǒng)軟件，硬件開(kāi)發(fā)方式，那時(shí)還沒(méi)有基于模型設(shè)計(jì)這種技術(shù)，而F35是用基于模型設(shè)計(jì)做的，沒(méi)有發(fā)生過(guò)軟件的問(wèn)題！ 這個(gè)例子可以很好的說(shuō)明，基于模型設(shè)計(jì)生成的代碼，是多么的可靠！ 網(wǎng)址： http:/ http:/,1.基于模型的