Simulink及基于模型设计的嵌入式应用_孙忠潇
Simulink环境下的UART串口行为建模及其HDL代码自动生成
ｆ１ 基 于 模 型 的 系 统 设 计 过 程 中 ， 有 过 程 遵 循 统 １在 所
环 境 下 的 统 一 的模 型 。由于 可 以把 测 试 手 段 从 系 统 设 计 的 初 期 引 入 到 整 个 设 计 流 程 中 ， 为 规 范 的 模 型 能 够 作
ｄ ｒｃｌ ｏ ｖ ｒ ＵＡＲ ｒ ｃｐ ｅ ｉ ｔ ｄ ｌ ｈ ｓ ｇ ｔ ｎ ｉ ｏ ｈ ｉａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆ ｗ ｔ ｇ ｃ ｄ ｓ ａ ｎ ｅ ｕ ｔ ｅ ｏ ｅ Ｓ ｍｕ ｉ ｋ ｉ ｔ ｃｎ ｅｔ ｅ ｙ Ｔ Ｓ ｐ ｉ ｉｌ ｎ ｏ ｍｏ ｅ ，ｔ ｕ ｅｔ ｇ ｒ ｎ ｉ ｄ ｆ ｔ ｅ ｄ ｓ ｄ ａ ｔｇ ｓ ｏ ｒ ｉ ｏ ｅ ｔ ｏ ｃ ．Ｆ ｒｈ ｒ ｒ ， ｉ ｌ ／ ｉ ｎ ｍ ｎ Ｓ Ａ Ｆ Ｏ ａ ｕ ｏ ｔ ａｌ ｅ ｅ ａ ｅ ＨＤＬ ｃ ｄ ｓ ｐ ｏ ｉ ｉｇ ａ ｎ ｗ ｗａ ｆ Ｆ Ｇ ｄ ｓｇ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｔ ＴＥ Ｌ Ｗ ｃ ｎ ａ ｔｍａ ｉ ｌ ｇ ｎ ｒ ｔ ｃ ｙ ｏ ｅ ， ｒ ｖｄ ｎ ｅ ｙ ｏ Ｐ Ａ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ．
Ｍｏ ｅ ｉ ｇ ｆ ｓ ｒａ ｂｅ ａ ｉ ｒ ｆ ＵＡＲＴ ａ ｄ ｔ ＨＤＬ ｏ ｅ ｄ ｌ ｏ ｅ ｉ ｌ ｎ ｈ ｖ ｏ ｏ ｎ ｉｓ ｃ ｄ ｓ
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ＹＩ Ｊ ｎ Ｎ ｕ （ ｅａｔ ｅｔ ｏ ｏ ｍｕ ｉ ｔｎ ａｄ ｎｏ ｔ ｎ Ｓｓ ｍ ，ｈｎ ｈｉ ｏ ａ ｎｖｒｔ ，ｈ ｎｈｉ ０ ０ ３， ｈ ａ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｆ Ｃ ｍ ｎｃ ｉ ｎ Ｉｆｒ ｉ ｙｔ Ｓａ ｇａ ｍ ａｏ ｍａｏ ｅ Ｎ ｒ ｌ ｉｅ ｉ Ｓ ａｇａ ｍ Ｕ ｓｙ ２０ ６ Ｃ ｉ ） ｎ
航天器综合电子系统通用测试系统设计
航天器综合电子系统通用测试系统设计李姗;骆培;安军社【摘要】This paper proposes a scalable, reconfigurable, general test system design oriented the spacecraft electronic system. The design employs open flexible test system design method. Common test interfaces are integrated into classified modules with FPGA as control core, which ensures the reconfigurability of hardware. Software utilizes modularized pattern. Application program interacts with the operating system through transfer layer which ensures reusability of software. All modules can be combined into three local testing machine models using the PC/104 PLUS and Ethernet. The optical fiber transmission technology is employed to combine all the local testing machine models into a distributed testing system. This system is compatible, universal, and secure. Vacuum tank test and multi-device joint test show that the system is competent for all kinds of electronic system testing in different scenarios.%提出了一种接口丰富、可重构扩展的模块化通用测试系统方案。
支持以太网接入的网络控制终端的设计
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｔｈｅ
ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｍｏｄｕｌｅ，ｓｕｃｈ
ａｓ
ｍｕｌｔｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
Ｅｔｈｅｍｅｔ
ａｃｃｅｓｓ
ｃｏｎｔｒｏｌ
ｏｂｊ ｅｃｔ
ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌ
用领域和市场【Ｉ】。但是基于ＲＳ４８５，ＣＡＮ等总线的各种集散控制系统【２】，由于其固有
的缺陷，在很多应用领域正在被基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的以太网（Ｅｔｈｅｍｅｔ）所取代，它采 用统一的ＴＣＰ／ＩＰ协议，从而能避免不同协议间通讯不了的困扰，它可以直接和局域 网中的计算机互连而不要额外的硬件设备，它方便数据在局域网上的共享，它可以 使用ＩＥ浏览器访问终端数据，而不要专门的软件，它还可以和现有的基于局域网的 ＥＲｒ＇数据库管理系统实现无缝连接，它特别适合远程控制，配合电话交换网和ＧＳＭ， ＧＰＲＳ无线电话网实现远程数据采集和控制，通过接ＡＷＡＮ（广域网）可实现Ｉｎｔｅｍｅｔ 的远程访问与控制１３ｌ。它采用统一的网线，能有效减少了布线成本和难度，避免多种 总线并存。以太网总线正因为有诸多的优点，在国内外逐步得到了迅速的发展。随 着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技术的迅速发展，以太网和ＴＣＰ／ＩＰ协议已成为世界范围内的事实标准。基 于ＴＣＰ／ＩＰ的以太网可满足控制系统的各个层次的需求，并具有实现现场设备层和企 业管理层的无缝连接、低成本等现场总线技术无法比拟的优点。基于以太网传输的 嵌入式Ｉｎｔｅｍｅｔ网络将会成为下一代工业控制网络的重要选择，并将带来工业控制网 络新的变革。 由于工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控制方面发展，通信已成为工 业自动化系统的关键，统一的通信协议和网络对用户来说越来越重要。随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
simulink实例(有好多实例)
Simulink仿真实例
运动方程式为
M x k x b x 0
构建的模型为
--精品--/SIMULINK的系统建模与仿真
Simulink仿真实例
因有阻尼器存在，故箱子最终会停止运 动。
--精品--/SIMULINK的系统建模与仿真
Simulink仿真实例
Simulink仿真实例
一旦x和它的导数已经搭好，就可以使用 一个增益模块表示空气阻力比例系数，使用 Function模块表示空气阻力中的非线性部分。
--精品--/SIMULINK的系统建模与仿真
Simulink仿真实例
b(x)是通过门槛为0的x条件式确定的， 可以使用一个Switch模块来实现判断条件。
Simulink仿真实例
其运动方程式为
f bxMx
拉力作用时间为2s，建构的模型为
--精品--/SIMULINK的系统建模与仿真
Simulink仿真实例
因有摩擦力存在，箱子最终将会停止前 进。
--精品--/SIMULINK的系统建模与仿真
Simulink仿真实例
例题3，力-弹簧-阻尼系统，假设箱子与地面无 摩擦存在，箱子质量为M(1kg)，箱子与墙壁间有线 性弹簧(k=1N/m)与阻尼器(b=0.3N/ms-1)。阻尼器主 要用来吸收系统的能量，吸收系统的能量转变成热 能而消耗掉。现将箱子拉离静止状态2cm后放开，试 求箱子的运动轨迹。
--精品--/SIMULINK的系统建模与仿真
Simulink仿真实例
最终系统Simulink模型方块图为
--精品--/SIMULINK的系统建模与仿真
Simulink仿真实例
仿真过程中，设绳索长度-30m，起始速度 为0；物体质量为90kg，g为9.8m/s2,弹性系 数k为20，a1和a2均为1.
嵌入式系统及其应用课程思政资源平台的设计
嵌入式系统及其应用课程思政资源平台的设计
王莉;孙鹏宇
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2024(20)5
【摘要】该系统采用JSP作为开发技术,实现了一个在线浏览嵌入式思政资源的平台。
其主要分为教师模块和管理员模块,教师模块可方便地查看嵌入式思政资源,而管理员则可以对平台内的嵌入式思政资源进行管理、对网站的基本信息以及对教师的个人信息进行管理。
通过对前台和后台各功能模块的设计,系统实现了嵌入式思政资源平台所需的各种功能。
文章采用B/S架构的三层结构,即客户浏览器、Web 服务器和数据库服务器,利用JSP技术构建出动态页面,同时为了确保系统安全性和代码可重用性,采用JavaBean来封装程序的关键代码,以实现更高效的系统设计。
除此之外,文章还使用MYSQL来构建后端系统。
【总页数】3页(P56-58)
【作者】王莉;孙鹏宇
【作者单位】湖南工商大学智能工程与智能制造学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642
【相关文献】
1.思政课程与课程思政信息化教育新机制--评《信息化教育:理念、环境、资源与应用》
2.构建课程思政教学资源在线平台助力医学院校课程思政建设
3.地理学大类平
台课程开展课程思政的设计与实践——以“水文与水资源学”为例4.融合课程思政的高校计算机实验实践课的探索——以安卓及嵌入式系统设计课程为例
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基于模型的嵌入式软件开发研究
2020年第6期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用基于模型的嵌入式软件开发研究王锐鑫 赵中华 沈国荣 黄 星（苏州长风航空电子有限公司，江苏 苏州 215151）摘 要：笔者通过对SCADE、Simulink以及UML的工具软件进行分析，提出了一种适用于嵌入式软件基于模型的开发方法。
大量的工程应用表明，基于模型驱动开发的软件设计方法能有效地提高嵌入式软件的开发效率。
关键词：嵌入式软件；模型；组件；开发环境中图分类号：TP311.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2020）06-109-03Research on Model-based Embedded Software DevelopmentWang Ruixin, Zhao Zhonghua, Shen Guorong, Huang Xing(Suzhou Changfeng Aviation Electronics Co., Ltd., Suzhou Jiangsu 215151, China) Abstract: Based on the analysis of the tools of scade, Simulink and UML, the author proposes a model-based development method for embedded software. A large number of engineering applications show that the software design method based on model driven development can effectively improve the development efficiency of embedded software.Key words: embedded software; model; subassembly; development environment０ 引言随着计算机技术发展，嵌入式软件在各行各业都发挥着日益重要的作用，尤是在航天、高铁、通讯、航空等领域，对嵌入式软件的实时性、可靠性、安全性等要求更高。
孙屹峰 matlab
内蒙古科技大学MATLAB课程设计说明书题目：基于NCD优化的非线性优化PID控制学生姓名：孙屹峰学号：0705112235专业：测控技术与仪器班级：测控07-2班指导教师：李仲德摘要本文利用MATLAB 优化控制工具箱与优化函数相结合对非线性系统 PID 控制器进行优化设计的方法 , 同时建立了基于 MATLAB/ SIMULINK的非线性系统仿真图。
通过仿真试验 , 验证了该参数优化设计方法不仅方便快捷 , 而且使系统具有较好的控制精度和稳定性 , 可使系统的性能有所提高。
详细地介绍了建模和优化步骤。
MATLAB中非线性控制器设计模块集(Nonlinear Control Design Blockset)为非线性系统的控制器优化设计和仿真提供了有效的手段。
非线性控制设计模块集NCD Blockset以SIMULINK模块的形式．集成了基于图形界面的非线性系统控制器优化设计和仿真功能。
在非线性控制系统中，用户可在指定的信号上连接一个非线性控制设计模块库中的NCD Outport模块．并确定对此信号的约束。
NCD Outport模块按照信号的约束来优化非线性系统中控制器的参数，使系统能够满足约束的要求。
关键字：Matlab PID优化NCDAbstractThis text make use of MATLAB excellent turn control tool box with excellent turn function to combine together rightness not the line system PID controller carry on excellent turn design of method, in the meantime establishment according to MATLAB/ SIMULINK of not the line system imitate true diagram.Pass to imitate true experiment, verification should the parameter be excellent to turn design method not only convenience fast, and make the system have better of control accuracy and stability, can make the function of system have exaltation.In detail introduction set up a mold with excellent turn a step.In the MATLAB not the line controller design mold piece gather(the Design Blockset of the Nonlinear Control) for not line system of the controller be excellent to turn a design and imitate true provide valid of means.Not the form which gather NCD Blockset with the SIMULINK mold piece of the line control design mold piece.integration according to sketch interface of not the line system controller be excellent to turn a design and imitate true function.In not the line the control the system, customer can at appointed of signal top conjunction 1 not line control design mold piece the NCD Outport mold piece within bine assurance control this signal.The NCD Outport mold piece according to control of signal come excellent turn not line the parameter of controller in the system, can make the system satisfy control of request.Key word：Matlab The PID is excellent to turn NCD摘要 (1)Abstract (2)引言 (4)第一章仿真软件——MATLAB简介及应用 (5)1.1 基本功能 (5)1.2 应用领域 (5)1.3 动态仿真环境——Simulink (6)第二章基于MATLAB工具箱的控制系统设计 (7)2.1系统建模 (7)2.2系统分析 (7)2.3系统设计 (7)第三章非线性系统分的PID控制 (9)3.1 PID 参数自寻优方法 (9)3.2 优化设计的步骤: (9)第四章总结 (16)参考文献 (17)科学技术的房展使得各种系统的建模与仿真变得日益复杂起来。
基于Simulink的六自由度磁悬浮运动台的建模与仿真
基于Simulink的六自由度磁悬浮运动台的建模与仿真
王尚成;刘玉杰;王胜国;夏旭光
【期刊名称】《电光系统》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】动力学分析是运动装置设计过程中一项重要的内容。
针对六自由度磁悬浮运动台,建立了基于牛顿力学的运动微分方程,分析了带有允余自由度的位置测量和计算方法、六自由度解耦多轴闭环反馈控制方法。
基于Simulink软件,利用Simscape(物理模型)中的Multibody模块搭建了运动台的动力学模型和测量系统模型,通过控制模块建立了运动台的控制系统模型,将两者结合起来组成了能够按照设定轨迹运动的动力学仿真模型。
为运动台设置加速度为2.4g的96场曝光轨迹,仿真得到运动台的各个电机在各个方向上的出力。
该仿真模型搭建过程为多自由度运动装置的动力学分析提供参考。
【总页数】8页(P26-33)
【作者】王尚成;刘玉杰;王胜国;夏旭光
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.制导弹药六自由度运动的Simulink建模仿真
2.基于Matlab/Simulink的小型制导炮弹六自由度r运动仿真
3.基于MATLAB/SIMULINK的空空导弹全弹道六自由
度数学仿真建模4.基于ADAMS和SIMULINK的气压伺服式六自由度运动平台仿真研究5.基于Simulink的导弹六自由度建模与仿真
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基于模型的嵌入式设计及应用
代码自动生成
初次尝试，先使用ert.tlc作为系统目标文件生成嵌入式Ｃ代码 ert.tlc会启动代码生成过程，将模块转化为C代码 未经过任何优化的代码可读性不强
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Copyright 2014 FUJITSU LIMITED组件之一，它提 供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
@Matlab2013b：simulink opens the Simulink® Library
Browser.
@Hyowinner：Simulink = Simu + Link Simu -> Simulation ->仿真 ->具象化逻辑及结果 Link -> 连接 ->模块与库连接 ->设计与需求连接
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基于模型的嵌入式设计及应用
需求与模型关联
通过rmi setup注册Active-X controls后Simulink Model菜单栏增加了需求追踪功能 追加了链接之后，文档中出现Simulink的小图标，能够从需求文档链接到模型；每当 需求出现了变更可以通过链接检查是否及时反映到所设计的模型中，以保持一致性
More about Simulink：to be continued
Simulink是什么
Matlab 上手容易，一般从调用简单 的绘图函数或矩阵创建开始 Simulink 要求整体把握，理有点难度， 一开始就要面对整个系统
Matlab 学科分支多，理论深度达， 后期依靠的是学术理论造诣
Simulink Simulink运行机制与流程的 理解，会加速应用的熟练度
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模型建立与仿真
根据滤波器的数学表达关系进行模型建立模型，并设计输入输出进行仿真，以验证 模型计算的正确性。模型输入包括滤波系数和需要滤波的信号(带噪声的正弦波) 仿真时，选择合适的算法至关重要。
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基于模型的嵌入式设计及应用
解算器的选择
应用于嵌入式开发的模型往往需要选择固定步长的解算器，而不选用变步长的解算器 这是因为微控制器的时钟信号是以固定频率的周期工作，虽然可以实现倍频和分频， 往往在一个应用的过程中每个基础时钟信号是保持不变的。
Simulink是什么
粉丝 根据论坛回帖数统计判断， 大概只有Matlab的1/8
阶段 Simulink的使用者较多都有 着坚实的Matlab技术基础
特点 Simulink的使用者较多都 有耐心，入门门槛较高
期待
Simulink的使用者都期待其 功能更加强大，能快速实现 想要做的事
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基于模型的嵌入式设计及应用
代 代 码 码 自 自 动 动 生成—提高可 生成—提高可 读 读 性 性1
1.为模型增加信号名 2.通过信号线属性配置存储数据类型
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基于模型的嵌入式设计及应用
代码自动生成—提高可读性2
1.为模型增加信号名 2.通过M代码在BaseWorkspace创建信号数据对象 3.关联数据对象与模型信号 disableimplicitsignalresolution(gcs)命令可自动关联
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系统目标文件
System Target File是Simulink生成代码不可或缺的起到总领作用的文件。它决定 了自身被选择时模型配置的动作，自定义GUI的追加，模型生成代码的类型，以及 主函数main的生成与否，生成方式等等。 grt.tlc: 快速原型 ert.tlc: 嵌入式C代码，通常使用此项或在此之上进行自定义硬件目标TSP工具的定制 custom:往往都是以ert.tlc为基础，追加自定义硬件对应的配置或功能 所谓tlc即Target Language Compiler的缩写是一种解释性编程语言，可以将模型编译 出来的rtw文件按照block级tlc程序转化为目标代码。 联编文件 联编文件，即makefile文件(mk),在make_rtw指令下以系统模板联编文件(System Template Makefile 即system.tmf)为基础，生成model.mk联编程序，主要负责将模型产 生的程序，附件的库文件和自定义的模块进行编译和链接。系统模板联编文件(tmf)允 许用户指定编译器，编译选项，以及可执行文件生成时所附带的信息。
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模型效率分析
使用Profiler Report来了解模型每个环节的时间消耗和调用次数。 报告中会提示模型执行时间，调用函数清单和每个函数调用的详细效率分析信息 使用注意： 1.如果算法模型使用Model Referrence引用，那么需要使该模型在Normal模式 2.在进行Profiler时并不分析Model Referrence内部，需要单独分析
concentration(kg/m3)
200 100 0
200 100 0
concentration(kg/m3)
0 100 200 steps 300 400
300
300
300 200 100 0
0
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0
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200 steps
300
400
concentration(kg/m3)
基于模型的嵌入式设计及应用
代码的有效性验证
最终目的是将通过模型生成的代码下载到目标硬件中去使用，那么模型生成的代码 能不能如实地反映仿真过程是必须要去验证的。模型与代码的一致性验证可以通过 处理器在环仿真(Processor In the Loop,PIL) 来验证。
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基于模型的嵌入式设计及应用
基于模型设计
Model Based Design，基于模型设计是一种流程，较之传统软件开发流程而言， 使开发者能够更快捷、以更少的成本花费进行开发。适用范围包括信号处理，控制 系统，通信行业。表述系统的模型是整个开发流程的中心，贯穿需求，设计，实施 与测试。模型本身就是一个可执行的规格书，开发者修改优化模型就是对设计的修 缮，无需到实施之后通过测试再进行系统验证，可以通过仿真在早期设计时期就及 时进行正确性验证，并且在实施阶段，特别是对于嵌入式软件，代码由模型生成。
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基于模型的嵌入式设计及应用
需求
以一个简单的滤波器设计作为需求，通过基于模型设计简化流程将需求与算法设计 绑定起来，以保证所有需求都被覆盖，最终实现需求与设计的一致性。
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基于模型的嵌入式设计及应用
音乐播放器
Simulink作为功能强大的动态仿真工具，通过模型建立，运行仿真，甚至自定义模块 应用于信号处理音频处理，数值运算，控制系统等等各个方面。
使用自带模块搭建 音频解析器，方便 快捷。 稍作加工即可实现： 播放开始后进行音 量调节、暂停、继 续以及播放停止等 动作。 构成音乐播放器
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Simulink及基于模型设计的 嵌入式应用
FNST第三事业部第一开发部主任工程师 孙忠潇 Simulink基础版主及代码生成版主：hyowinner
2014年5月24日
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目录
@Simulink是什么
各家释意 用户群分析 学习难度分析
@Simulink能够做什么
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Simulink能够做什么
TSP
Target Support Package是针对某一系列MCU/DSP芯片的驱动代码配置与自动生成 工具箱，给MBD嵌入式开发者提供快速算法验证环境，FM4 TSP主要有以下优点: 1.无需编写驱动代码：使用者通过简单的对话框设置即可生成驱动代码 2.生成代码有效：错误的不合理的驱动配置模型会通过错误提示让使用者改正 3.流程自动化：从模型代码生成，IDE启动，工程创建，编译，下载一键完成
->模型与代码连接
->你我与Matlab/Simulink连接
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Simulink是什么
模块库 模型
波形
普遍认识 从Simulink Browser里选择模块，建 立模型并且进行仿真。
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视频处理 音频处理 工业流程模拟 发动机控制 自定义娱乐工具箱 Target Support Package目标芯片的驱动工具箱
@基于模型的嵌入式设计及应用
MBD(Model based Design) 代码自动生成相关知识 MBD demo——滤波器建模，生成代码以及验证
2 Copyright 2014 FUJITSU LIMITED
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基于模型的嵌入式设计及应用
模型检查与验证
随着模型复杂度的提高，人工检查模型属性，配置以及对于MAAB标准的遵守度逐渐 成为负担，使用Simulink工具栏中的Model Advisor工具可以自动进行标准以及模型 配置和属性的检查，并产生检查报告。检查的内容： 1.是否会导致系统仿真出错 2.是否会导致生成的代码无效(Simulink Coder&Embedded Coder) 3.生成的代码是否符合安全标准(Simulink Coder&Embedded Coder&Simulink V&V)