2.1 DO-17B標準下基于模型的設(shè)計

　　一個完整的基于模型的設(shè)計應(yīng)該符合DO-17B標準，它通常要包含以下幾個部分：

　　◆建立需求文檔與可執(zhí)行的技術(shù)規(guī)范

　　◆需求與模型問的雙向跟蹤

　　◆模型檢查

　　◆模型的驗證

　　◆軟件在環(huán)測試

　　◆處理器在環(huán)測試

　　◆代碼優(yōu)化

　　◆代碼有效性檢查

　　◆代碼效率剖析

　　◆內(nèi)存用量檢查

　　◆硬件在環(huán)測試

　　◆生成產(chǎn)品代碼

　　基于模型的設(shè)計核心是系統(tǒng)模型。MathWorks公司的Simulink產(chǎn)品系列使設(shè)計人員可以在一個圖形化的交互環(huán)境中應(yīng)用基于模型的設(shè)計，在該環(huán)境中，設(shè)計人員還可以利用直觀的模塊圖，對系統(tǒng)模型和子系統(tǒng)設(shè)計進行可視化處理。在統(tǒng)一的可視化的開發(fā)測試平臺上，從設(shè)計概念到實現(xiàn)一氣呵成，減少了不必要的勞動，大大縮短項目的開發(fā)周期，減少資金投入，提高代碼的穩(wěn)健性、一致性，滿足DO-17B航空電子規(guī)范的工作流程，使基于模型的設(shè)計能夠為那些對安全性、可靠性要求極其嚴格甚至近乎苛刻的設(shè)計提供絕好的方案。和基于文本的模型相比，這種圖形化的環(huán)境可以使你更容易理解設(shè)計和子系統(tǒng)之間的交互。Mathworks公司的Real-Time Workshop Embedded Coder可以將Simuli nk/ Stateflow中的算法模型自動轉(zhuǎn)化為嵌入式C代碼，大大降低了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)門檻。開發(fā)人員可以在Simulink/Stateflow中建立系統(tǒng)模型，構(gòu)思解決方案，然后使用RTW自動生成優(yōu)化的、可移植的、自定義的產(chǎn)品級C代碼，并根據(jù)特定的目標硬件配置自動生成嵌入式系統(tǒng)實時應(yīng)用程序。

　　2.2 Matlab中C代碼生成

　　Matlab中C代碼生成主要有兩種方式。

　　(1)基于Embedded Matlab

　　支持從概念到實現(xiàn)的編程理念，用戶可以從現(xiàn)存或自編的M-code中直接生成高效、可讀的嵌入式C代碼，使編程效率大為提高。

　　(2)用戶通過Simulink和有限狀態(tài)Stateflow

　　Simulink是動態(tài)和嵌入式等系統(tǒng)的建模與仿真工具，也是基于模型設(shè)計的基礎(chǔ)。Simulink自帶了1000多個用戶模塊，可實現(xiàn)與有限狀態(tài)機的無縫鏈接，擴展對復(fù)雜系統(tǒng)的建模能力。基本上它可以快速地創(chuàng)建基于嵌入式器件的應(yīng)用模型，完成精確的系統(tǒng)模型描述，可以針對任何能夠用數(shù)學(xué)來描述的系統(tǒng)進行建模，例如動力學(xué)系統(tǒng)、控制制導(dǎo)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、船舶及汽車等。Simulink還提供了豐富的功能塊以及不同的專業(yè)模塊集合，利用Sireulink幾乎可以做到不書寫一行代碼完成整個動態(tài)系統(tǒng)的建模工作。Stateflow狀態(tài)機基于有限狀態(tài)機的理論使用自然的、便于理解的形式，使復(fù)雜的邏輯關(guān)系清晰簡單。一些傳統(tǒng)方法很難實現(xiàn)的算法利用其建模非常容易，特別適用于對復(fù)雜的事件驅(qū)動系統(tǒng)進行建模和仿真。用戶只通過簡單直觀的鼠標操作，就可以輕而易舉地構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)，生成可靠的C代碼。利用RTW-EC等工具為用戶算法自動生成嵌入式代碼。這是一種高效、實用的方法，目前國內(nèi)外各大公司在進行新產(chǎn)品開發(fā)時已廣泛采用。它的核心思想是讓工程師把精力集中于算法的研究上，把枯燥、困難的代碼編寫工作留給計算機去自動完成，這樣可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，同時避免了人為引入的錯誤，降低了風(fēng)險。

　　2.3 嵌入式代碼的快速生成

　　以8051處理器為例，利用Matlab Plug-in Blockset與Stateflow無縫鏈接，利用RTW-EC工具自動生成C代碼，并完成代碼測試檢驗工作。開發(fā)環(huán)境：Matlab+Proteus。

　　首先構(gòu)建stateflow模型并生成代碼。以簡單的流水燈為例，使用Stateflow構(gòu)建模型Stateflow-model如圖1所示。

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　　模型連接Lightflow model如圖2所示。

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　　模型連接好后，調(diào)整模型配置選項卡參數(shù)。處理器選擇8051系列，ERT.TLC生成代碼選C，生成SIL，生成代碼報告打勾，其他默認。

　　保存模型，單擊幽按鈕，Matlab將自動生成模型代碼。

　　代碼生成后還需要對其硬件接口進行修改，添加頭文件和輸入/輸出端口等。

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　　利用軟件在環(huán)技術(shù)，工程師們能夠在設(shè)計流程中盡早發(fā)現(xiàn)并清除錯誤，而非在VHDL行為測試階段。借助基于模型設(shè)計，工程師們再也不用在流程最后階段來測試并驗證與需求的一致性。取而代之的是，他們在整個設(shè)計流程中都能進行測試和驗證，既節(jié)省時間也節(jié)約了成本。