專利名稱：利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及代碼生成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在汽車工程領(lǐng)域基于模型開發(fā)的方法，特別涉及一種利用Simulink 對定制硬件進行模型仿真及代碼生成的方法。
背景技術(shù)：
目前基于模型開發(fā)(MBD)的設(shè)計方法已經(jīng)在汽車、航天等工程領(lǐng)域中越來越被熟 知和應(yīng)用。采用基于模型的V型開發(fā)方式可以實現(xiàn)對控制器模型的快速原型仿真、硬件在 環(huán)仿真，以及基于模型的自動代碼生成。如今普遍采用的開發(fā)環(huán)境為Matlab/Simulink建 模環(huán)境，利用Matlab中的RTW(RealTime Workshop)軟件包，可以實現(xiàn)基于模型的自動代碼 生成。RTW提供了多個目標配置適用于不同的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。但Simulink中設(shè)置的硬件模 型是有限的，無法利用Simulink進行定制硬件的模型在環(huán)仿真，這樣當對Simulink中未設(shè) 置硬件模型的硬件在環(huán)仿真時，系統(tǒng)人員每次更改硬件參數(shù)配置，就需要軟件人員修改硬 件設(shè)備驅(qū)動程序的源代碼，會耗費大量系統(tǒng)開發(fā)的時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及 代碼生成的方法，能利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及代碼生成，節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)的 時間。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的利用Simulink對定制硬件進行模型仿真的方法， 其特征在于，包括以下步驟一.編寫定制硬件C MEX S文件，所述C MEX S文件包括描述定制硬件特有的輸 入、輸出、模型采樣時間參數(shù)以及輸出同輸入之間的變換關(guān)系，將所述C MEX S文件保存在 一特定文件夾中，所述C MEX S文件擴展名為“C”；二.將所述特定文件夾作為當前路徑，在MATLAB命令窗口中輸入mexC MEX S文 件名，在所述特定文件夾中生成一個C MEX S文件名.mexw32文件；三.將所述特定文件夾作為當前路徑，在simulink中新建一模型文件MODEL，在所 述新建一模型文件MODEL下進行定制硬件S-function模塊封裝，在simulink Browser界 面中拖入一 S-function模塊，彈出所述S-function模塊對話框，在所述S-function模塊 對話框中輸入同所述CMEX S文件名一致的文件名，并輸入C MEX S文件中描述定制硬件特 有的包括輸入、輸出、模型采樣時間在內(nèi)的參數(shù)后確認提交，從而使C MEX S文件與C MEX S 文件名.meXW32文件建立鏈接；然后彈出所述S-fimction模塊的菜單欄，在其中選擇Mask S-Function,編輯對話框Mask Editor :S_function，完成定制硬件S-function模塊封裝； 完成定制硬件S-fimction模塊封裝后，該模型文件MODEL中就存在了封裝后的定制硬件 S-function 模塊；四.在simulink環(huán)境界面中對包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件MODEL進行編輯，編輯完成后，在simulink模型文件菜單欄界面上運行BuiId命令對所述包 括定制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進行編譯，得到一模型文件MODEL. RTff,保存 在所述特定文件夾中；五·在simulink Browser界面中，彈出所述模型文件MODEL中的封裝后的定制硬 件S-fimction模塊的對話框，在彈出的定制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入相應(yīng)的 參數(shù)后提交；六.對所述包括定制硬件s-function模塊的模型文件MODEL進行仿真，在 simulink模型仿真界面中，運行Mart Simulation命令，對所述包括定制硬件S-function 模塊的模型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的利用Simulink對定制硬件進行模型代碼生成的 方法，其特征在于，包括以下步驟一.編寫定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼；編寫定制硬件C MEX S文件，所述C MEX S文件包括描述定制硬件特有的輸入、輸出、模型采樣時間等的參數(shù)以及輸出同輸入之間的 變換關(guān)系，擴展名為“C”;編寫TLC文件，所述TLC文件同所述C MEX S文件的文件名相同， 擴展名為“TLC” ；將所述三個文件保存在一特定文件夾中；二.將所述特定文件夾作為當前路徑，在MATLAB命令窗口中輸入mexC MEX S文 件名，在所述特定文件夾中生成一個C MEX S文件名.mexw32文件；三.將所述特定文件夾作為當前路徑，在simulink中新建一模型文件MODEL，在所 述新建一模型文件MODEL下進行定制硬件S-function模塊封裝，在simulink Browser界 面中拖入一 S-function模塊，彈出所述S-function模塊對話框，在所述S-function模塊 對話框中輸入同所述CMEX S文件名一致的文件名，并輸入C MEX S文件中描述定制硬件特 有的包括輸入、輸出、模型采樣時間在內(nèi)的參數(shù)后確認提交，從而使C MEX S文件與C MEX S 文件名.meXW32文件建立鏈接；然后彈出所述S-fimction模塊的菜單欄，在其中選擇Mask S-Function，編輯對話框Mask Editor :S function，配置完Mask Editor對話框后，保存該 模型文件MODEL，完成定制硬件S-fimction模塊封裝，該模型文件MODEL中就存在了封裝后 的定制硬件S-fimction模塊；四.在simulink環(huán)境界面中對包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件 MODEL進行編輯，編輯完成后，在simul ink模型文件菜單欄界面上運行Bui Id命令對所述包 括定制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進行編譯，得到一模型文件MODEL. RTff,保存 在所述特定文件夾中；五·在simulink Browser界面中，彈出所述模型文件MODEL中的封裝后的定制硬 件S-fimction模塊的對話框，在彈出的定制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入相應(yīng)的 參數(shù)后提交；六.對包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件MODEL生成目標代碼；在 所述包括定制硬件S-function模塊的模型文件下，在simulink-function模型界面中， 運行生成代碼命令，運行生成代碼命令會調(diào)用所述特定文件夾中的所述TLC文件，根據(jù)在 定制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型文件 MODEL. RTW中的包括定制硬件的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼，對 包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件MODEL生成目標代碼。
在步驟五之后，可以對所述包括定制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進 行仿真，在simulink模型仿真界面中，運行Mart Simulation命令，對所述包括定制硬 件S-fimction模塊的模型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形；然后進行步驟六，在所述 包括定制硬件S-function模塊的模型文件下，在simulink-function模型界面中，運行 生成代碼命令，運行生成代碼命令會調(diào)用特定文件夾中的所述TLC文件，根據(jù)在定制硬件 S-function模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型文件MODEL. RTff 中的包括定制硬件的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼，輸出目標代 碼，以對定制硬件進行讀寫。所述設(shè)備驅(qū)動代碼包括定制硬件的頭文件、宏定義、1/0設(shè)備代碼庫。本發(fā)明的利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及代碼生成的方法，編寫硬件 特有的設(shè)備驅(qū)動代碼、編寫C MEX S文件、編寫TLC(目標語言編譯器語言)文件并保存在 一特定文件夾中；通過MATLAB的mex命令在所述特定文件夾中生成所述C MEX S文件的 mexw32文件；在simulink中新建一模型文件MODEL并在其中進行定制硬件S-function 模塊封裝，使C MEX S文件與其meXW32文件建立鏈接，并生成定制硬件S-function模 塊面板及定制硬件S-fimction模塊的對話框；對包括定制硬件S-fimction模塊的模型 文件MODEL進行編輯，然后進行編譯得到一模型文件MODEL. RTff,保存在所述特定文件夾 中，模型文件MODEL. RTff中會包含有定制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在Matlab/simulink仿真時，由于 S-function模塊可以動態(tài)連接到所述C MEX S文件的meXW32，所以能夠?qū)λ霭ǘㄖ?硬件S-fimction模塊的模型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形；如果要對包括定制硬件 S-function模塊的模型文件MODEL生成目標代碼，則可以在simulink-function模型界 面中運行生成代碼命令，運行生成代碼命令會調(diào)用特定文件夾中的所述TLC文件，根據(jù)在 定制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型文件 MODEL. RTW中的包括定制硬件在內(nèi)的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代 碼，對包括定制硬件S-fimction模塊的模型文件MODEL生成目標代碼，輸出目標代碼以對 定制硬件進行讀寫。在模型硬件在環(huán)過程中，當需要對包括定制硬件S-fimction模塊的模 型文件進行仿真或生成目標代碼時，對于不同參數(shù)配置的定制硬件，只需要彈出所述模型 文件MODEL中的封裝后的定制硬件S-fimction模塊的對話框，在該對話框上輸入相應(yīng)的參 數(shù)后提交即可，不需要軟件人員修改定制硬件設(shè)備驅(qū)動程序的源代碼，免去了在模型硬件 在環(huán)過程中，系統(tǒng)人員每次更改硬件配置就需要軟件人員修改驅(qū)動代碼的步驟，減少了系 統(tǒng)開發(fā)的時間，也完善了對RTW不支持的目標板的工具鏈。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1是MPC5634芯片S-function模塊面板示意圖；圖2是封裝后的定制硬件S-function模塊對話框；圖 3 是 simulink 中的 S-function 對話框；圖4是編輯后的simulink中的S-function對話框；圖5是S函數(shù)封裝采用的Mask Editor參數(shù)(Parameter)選項編輯對話框；圖6是S函數(shù)封裝采用的Mask Editor圖標(Icon)選項編輯對話框；
圖7是本發(fā)明的利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及代碼生成的方法一實 施方式流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及代碼生成的方法一實施方式 如圖7所示，包括以下步驟一 .編寫定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼，即針對某定制硬件的頭文件、宏定義、I/ 0設(shè)備代碼庫；編寫定制硬件C MEX S文件，所述C MEXS文件包括描述定制硬件特有的輸 入、輸出、模型采樣時間等的參數(shù)以及輸出同輸入之間的變換關(guān)系，擴展名為“C”;編寫TLC 文件，所述TLC文件同所述C MEX S文件的文件名相同，擴展名“TLC”;將所述三個文件保 存在一特定文件夾中；二.將所述特定文件夾作為當前路徑，在MATLAB命令窗口中輸入mexC MEX S文 件名，這時mex命令可以在所述特定文件夾中生成一個C MEX S文件名.meXW32文件，在 Matlab/simulink仿真時，S-function可以動態(tài)連接到C MEX S文件名.mexw32 ；三.將所述特定文件夾作為當前路徑，在simulink中新建一模型文件MODEL，在所 述新建一模型文件MODEL下進行定制硬件S-function模塊封裝，在simulink Browser界 面中拖入一 S-function模塊，雙擊該S-function模塊彈出S-function模塊對話框，如圖3 所示，在所述S-fimction模塊對話框中輸入同所述C MEX S文件名一致的文件名，并輸入C MEX S文件中描述定制硬件特有的輸入、輸出、模型采樣時間等的參數(shù)，如圖4所示，然后確 認提交，由于當S函數(shù)模塊在Simulink環(huán)境下進行仿真時，S函數(shù)模塊會動態(tài)鏈接到當前 路徑下同名的.Mexw32文件，從而使C MEX S文件與C MEX S文件名.mexw32文件建立鏈 接；然后在S函數(shù)模塊上單擊鼠標右鍵，彈出所述S-fimction模塊的的菜單欄，在其中選擇 Mask S-Function，編輯對話框 Mask Editor :S_function，如圖 5 所示，在 Parameters 選項 欄中，輸入需要在定制硬件S-fimction模塊對話框中顯示的內(nèi)容后提交，在Prompt欄中輸 入的文字，將會在定制硬件S-fimction模塊對話框中顯示，在Variable欄中輸入的變量要 和定制硬件S-fimction模塊對話框輸入的參數(shù)相對應(yīng)，在Type欄選擇各個字段表現(xiàn)的形 式，在Icon選項欄中，輸入要在定制硬件S-fimction模塊面板上顯示的內(nèi)容后提交，參見 圖 6，port_label( ‘input，，1，‘period，)、port_label ( ‘input，，2，‘duty，)是在輸入端 口處的顯示標簽，模塊的輸入端口數(shù)是在C MEX S文件中設(shè)置的，配置完Mask Editor對話 框后，保存該模型文件MODEL，完成定制硬件S-fimction模塊封裝，這樣該模型文件MODEL 中就存在了封裝后的定制硬件S-fimction模塊；四.在simulink環(huán)境界面中對包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件 MODEL進行編輯，編輯完成后，在simulink模型文件菜單欄界面上運行BuiId命令對所述包 括定制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進行編譯，得到一模型文件MODEL. RTff,保存 在所述特定文件夾中，模型文件MODEL. RTff中包含有定制硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；五.在simulink Browser界面中，雙擊所述模型文件MODEL中的封裝后的定制硬 件S-fimction模塊，會彈出定制硬件S-fimction模塊的對話框，如圖2所示，在彈出的定 制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入相應(yīng)的參數(shù)后提交；六.對所述包括定制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進行仿真，在simulink模型仿真界面中，運行Mart Simulation命令，對所述包括定制硬件S-function 模塊的模型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形；七.對包括定制硬件S-fimction模塊的所述模型文件MODEL生成目標代碼；在所 述包括定制硬件S-function模塊的模型文件下，在simulink-function模型界面中，運行 生成代碼命令，運行生成代碼命令會調(diào)用特定文件夾中的所述TLC文件，根據(jù)在定制硬件 S-function模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型文件MODEL. RTff 中的包括定制硬件的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼，對包括定制硬 件S-fimction模塊的所述模型文件MODEL生成目標代碼，輸出目標代碼以對定制硬件進行 讀寫。以MPC5634芯片作為定制硬件為例，對本發(fā)明進行進一步說明如下。第一步.編寫MPC5634芯片特有的設(shè)備驅(qū)動代碼，編寫一 TLC(目標語言編譯器) 文件PWM. TLC，編寫MPC5634芯片C MEX S文件pwm. c，將所述三個文件保存在一特定文件夾中。MPC5634芯片特有的設(shè)備驅(qū)動代碼即針對MPC5634的頭文件、宏定義、PWM設(shè)備代 碼庫，包括mpc5634. h, EMI0S. h、PWM_HAL. h ；MPC5634的TLC文件PWM. TLC用于根據(jù)S-function模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參 數(shù)、模型文件MODEL. RTW中的包括MPC5634在內(nèi)的各硬件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及MPC5634芯片的設(shè) 備驅(qū)動代碼輸出目標代碼。 TLC文件PWM. TLC中包含有三個TLC函數(shù)1. BlockTypeSetup函數(shù)，用于在Model, h中包含用到的頭文件。例如我們生成的目標代碼中要引用到芯片mpc5634. h，在TLC文件中編寫代碼如 下% function BlockTypeSetup (block, system) void% openfile buffer#include" mpc5634. h"#include〃 EMIOS.h"#include〃 PWM_HAL. h"% closefile buffer%〈LibCacheExtern (buffer)>% endfunction2. Mart函數(shù)，用于生成Model, c中的MdlMar函數(shù)。在Mart函數(shù)中，可以調(diào)用 SfcnParamSettings中的參數(shù)值，達到對硬件模塊初始化的目的。例如% assign modul = SFcnParameSettings. Modul% assign period = SFcnParameSettings.Period% assign duty = SFcnParameSettings. DutyPWMSetPeriod(% <modul>, %〈period ;PWMSetDuty (% <modul>, % <duty>)上面的TLC代碼將生成文件Model, c函數(shù)MdlMar中的語句PWMSetPeriod (1,10) ；PWMSetDuty(1,30)；
其中PWMktPeriod，PWMSetDuty函數(shù)用于擴展底層硬件的調(diào)用程序。3. Output 函數(shù),用于生成 Model, c 中的 MdlOutputs 函數(shù)。MPC5634芯片C MEX S文件，即pwm. c文件，對于這些pwm. c文件只需要在 Simulink仿真下使用，而不會對硬件使用的內(nèi)存區(qū)域進行讀寫。MPC5634芯片C MEX S文件必須以如下順序從下列語句起始l)#define S_FUNCTION_NAME PWM該語句定義了 S函數(shù)代碼入口點的名稱，Name必須與C Mex S文件名字相同。2)#define S_FUNCTION_LEVEL 2本語句將該C MEX S文件定義成級別為2的S函數(shù)。這可以使用戶利用S函數(shù)提 供的全部特性。3)所需函數(shù)。· mdllnitializeSizes函數(shù)該函數(shù)首先校驗從定制硬件S-function模塊的對 話框上輸入?yún)?shù)的個數(shù)與對話框中的參數(shù)數(shù)目是否相等，然后從對話框中獲得Number of channel 參數(shù)。ssSetNurnhputPortMS，〗)，將輸入端口定為2個，然后依次為其定義類型，數(shù)據(jù) 寬度；SsSetNumOutputPorts(S，l)，定義輸出端口為1個，然后定義其類型；ssSetNumSampleTimes(S, 1)，將采樣時間的個數(shù)定為1，即該模塊中所有P麗通道 使用相同的采樣時間?！?mdllnitializeSampleTimes 采樣時間設(shè)定函數(shù)S-fimction模塊是離散時間模塊。需要自行設(shè)定采樣時間。在本例中，采樣時間 Mask Editor S-function ^ ParametersW Simple time入白勺，
參見圖5。ssSetSampleTime(S,0, SAMPLETIME(S))；· mdlStart函數(shù)用于在Matlab命令窗口中顯示一條信息。static void mdlStart(SimStruct^S){/氺During simulation, just print a message氺/if(ssGetSimMode(S) = = SS_SIMM0DE_N0RMAL){mexPrintf(" \n PWM_examp driver SimulatinginitializationXn")；}}/*end mdlStart*/· mdlOutputs函數(shù)在此例中可以使一個空程序體。 為了確保文件被編譯為C MEX文件，需要加入如下代碼#ifdef MATLAB_MEX_FILE/*Is this file being compiled as aMEX-file ？ */#include〃 simulink. c" /氺MEX_file interface mechanism氺/#else/氺Prevent usage by RTff if TLC file is not found氺/#error〃 Attempted use non-inlined S-function PWM_examp. c"#endif
如圖2，被封裝定制硬件S-fimction模塊需要一個圖形用戶對話框，使用戶在 該對話框輸入的參數(shù)能被C MEX S文件調(diào)用。被封裝的定制硬件S-fimction模塊使用 Simulink API定義的宏和函數(shù)從對話框中獲得參數(shù)。具體方法如下在C MEX S文件中所調(diào)用的函數(shù)如下1)使用宏ssGetSFcnParam訪問對話框中的參數(shù)指針const mxArray*ssGetSFcnParam(SimStruct*S, int_T index)，. 白勺巨白勺 1 是從對話框中獲得參數(shù)，其參數(shù)分別為Sin^truct的結(jié)構(gòu)指針，和參數(shù)對應(yīng)的索引值(從0 開始)；例如在源程序中代碼如下就是獲得參數(shù)Siganal polarity的指針。enum{M0DULE_NUM = 0， CHANNELARRAY_ARGC, SIGNAL_POLARITY_AGE， PERI0D_ ARGC, DUTY_ARGC,SAMPLETIME_ARGC}；ssGetSFcnParam(S，PERI0D_AGE)；2)使用mxGetft·從參數(shù)數(shù)組mxArray中，獲得參數(shù)的值。#define POLARITY(S)(mxGetScalar(ssGetSFcnParam(S, PERI0D_AGE)))uint8_T period = (uint8_T) period (S)；以上代碼中，period中的值即為用戶在對話框PWM periods中輸入的值。3)在PWM. C中，使用mdlRTW函數(shù)，完成在代碼生成過程中對這些參數(shù)數(shù)據(jù)進行賦 值和格式化。mdlRTW和代碼生成過程。函數(shù)mdlRTW是一種機制，S函數(shù)可以用該機制生成數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，并將其寫入model, rtw文件中。目標語言編譯器(TLC)，在生成代碼時使用這些數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)。mdlRTW函數(shù)。在本例中調(diào)用了函數(shù)ssWriteRTWParan^ettings來生成一個數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包含了在圖4對話框中輸入的參數(shù)。enum{M0DULE_NUM = 0， CHANNELARRAY_ARGC, SIGNAL_P0LARITY_AGE, PERI0D_ ARGC, DUTY_ARGC, SAMPLETIME_ARGC}；#define MODULE (S) (mxGetScalar (ssGetSFcnParam(S, M0DULE_NUM)))#define CHANNELARRAY_ARG(S)(ssGetSFcnParam(S, CHANNELARRAY_ARGC))#define POLARITY (S)(mxGetScalar (ssGetSFcnParam(S, SIGNAL_P0LARITY_AGE)))#define PERIOD(S)(mxGetScalar(ssGetSFcnParam(S, PERI0D_ARGC)))#define DUTY(S) (mxGetScalar(ssGetSFcnParam(S, DUTY_ARGC)))#define SAMPLETIME(S)(mxGetScalar(ssGetSFcnParam(S, SAMPLETIME_ARGC)))static void mdlRTW(SimStruct^S){uint8_T period_value ；uint8_T module = (uint8_T)MODULE (S)；
uintl6_T*channels = (uintl6_T*)；mxGetData(CHANNELARRAY_ARG (S))；uint8_T polarity = (uint8_T)POLARITY(S)；uint8_T period = (uint8_T)PERIOD(S)；/氺Write out parameters for this block.氺/if ( ！ ssffriteRTWParamSettings(S, 5,SSWRITE_VALUE_DTYPE_NUM, “ Module"，&module, DTINFO(SS_UINT8, C0MPLEX_N0)，SSffRITE_VALUE_DTYPE_VECT, “ Channels"，channels,mxGetNumberOfElements(CHANNELARRAY_ARG(S))，DTINFO(SS_UINT16, C0MPLEX_N0)，SSWRITE_VALUE_DTYPE_NUM, “ SignalPolarity“，&polarity, DTINFO(SS_UINT8, C0MPLEX_N0)，SSWRITE_VALUE_DTYPE_NUM, “ Period"，&period,DTINFO(SS_UINT8, C0MPLEX_N0)，SSWRITE_VALUE_DTYPE_NUM, “ Duty"，&duty，DTINFO (SS_UINT8, C0MPLEX_N0))){return ；/*An error occurred which will be reported by SL*/}}/*end of mdIRTff二.將所述特定文件夾作為當前路徑，在MATLAB命令窗口中輸入mexPWM，這時
mex命令可以在所述特定文件夾中生成一個PWM. mexw32文件，在Matlab/simulink仿真時， S-function可以動態(tài)連接到PWM. mexw32 ； 三.將所述特定文件夾作為當前路徑，在simulink中新建一模型文件MODEL，在所 述新建一模型文件MODEL下進行MPC5634芯片S-function模塊封裝，在simulink Browser 界面中拖入一 S-function模塊，雙擊該S-function模塊彈出S-function模塊對話框，如 圖3所示，在所述S-function模塊對話框中的S-function name欄中輸入PWM，并輸入pwm. c文件中描述定制硬件特有的輸入、輸出、模型采樣時間等的參數(shù)，如圖4所示，然后確認提 交，由于當S函數(shù)模塊在Simulink環(huán)境下進行仿真時，S函數(shù)模塊會動態(tài)鏈接到當前路徑 下同名的.Mexw32文件，從而使pwm. c文件與PWM. mexw32文件建立鏈接；然后在S函數(shù)模 塊上單擊鼠標右鍵，彈出所述S-function模塊的的菜單欄，在其中選擇Mask S-Function, 編輯對話框Mask Editor :S_function，如圖5所示，在Parameters選項欄中，輸入需要在 MPC5634芯片S-function模塊對話框中顯示的內(nèi)容后提交，在ftx)mpt欄中輸入的文字，將 會在MPC5634芯片S-function模塊對話框中顯示，在Variable欄中輸入的變量要和定制 硬件S-fimction模塊對話框輸入的參數(shù)相對應(yīng)，在Type欄選擇各個字段表現(xiàn)的形式，在 Icon選項欄中，輸入要在MPC5634芯片S-function模塊面板上顯示的內(nèi)容后提交，參見圖 6，port_label( ‘input，，l，‘period，)、port_label ( 'input', 2, ‘duty，)是在輸入端口處的顯示標簽，模塊的輸入端口數(shù)是在pwm. c文件中設(shè)置的，配置完Mask Editor對話框 后，MPC5634芯片S-function模塊面板如圖1所示。配置完Mask Editor對話框后，保存 該模型文件MODEL，完成MPC5634芯片S-function模塊封裝，這樣該模型文件MODEL中就存 在了封裝后的MPC5634芯片S-function模塊；四.在simulink環(huán)境界面中對包括MPC5634芯片S-function模塊的所述模型文 件MODEL進行編輯，編輯完成后，在simulink模型文件菜單欄界面上運行Build命令對所 述包括MPC5634芯片S-function模塊的模型文件MODEL進行編譯，得到一模型文件MODEL. RTW，保存在所述特定文件夾中，模型文件MODEL. RTW中包含有MPC5634芯片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在 PWM. rtw中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為SFcnParamSettings{ModuleIUChannels[1U]SignalPolarity 2UPeriod10UDuty30U}}這樣存儲在PWM. rtw中的數(shù)值在文件PWM. tic可以被引用。例如在P麗.tic中的語句% assign module = CAST(〃 Number" , SFcnParamSettings. Module)PWM% <module>CTL2 = 0x80 ；在最后生成的.c文件中翻譯成的代碼為PWM1CTL2 = 0x80 ；五.在simulink Browser界面中，雙擊所述模型文件MODEL中的封裝后的 MPC5634芯片S-function模塊，會彈出MPC5634芯片S-function模塊的對話框，如圖2所 示，在彈出的MPC5634芯片S-function模塊的對話框上輸入相應(yīng)的參數(shù)后提交；六.對所述包括MPC5634芯片S-function模塊的模型文件MODEL進行仿真， 在simulink模型仿真界面中，運行Mart Simulation命令，對所述包括MPC5634芯片 S-function模塊的模型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形；七.對包括MPC56;34芯片S-function模塊的所述模型文件MODEL生成目標代碼； 在所述包括MPC5634芯片S-function模塊的模型文件下，在simulink-function模型界面 中，運行生成代碼命令，運行生成代碼命令會調(diào)用特定文件夾中的所述PWM. TLC文件，根據(jù) 在MPC5634芯片S-fimction模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型 文件MODEL. RTW中的包括MPC5634芯片在內(nèi)的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及MPC5634芯片特有的 設(shè)備驅(qū)動代碼，對包括MPC5634芯片S-function模塊的所述模型文件MODEL生成目標代 碼，輸出目標代碼以對MPC5634芯片進行讀寫。本發(fā)明的利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及代碼生成的方法，編寫硬件 特有的設(shè)備驅(qū)動代碼、編寫C MEX S文件、編寫TLC(目標語言編譯器語言)文件并保存在 一特定文件夾中；通過MATLAB的mex命令在所述特定文件夾中生成所述C MEX S文件的mexw32文件；在simulink中新建一模型文件MODEL并在其中進行定制硬件S-function 模塊封裝，使C MEX S文件與其meXW32文件建立鏈接，并生成定制硬件S-function模 塊面板及定制硬件S-fimction模塊的對話框；對包括定制硬件S-fimction模塊的模型 文件MODEL進行編輯，然后進行編譯得到一模型文件MODEL. RTff,保存在所述特定文件夾 中，模型文件MODEL. RTff中會包含有定制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在Matlab/simulink仿真時，由于 S-function模塊可以動態(tài)連接到所述C MEX S文件的meXW32，所以能夠?qū)λ霭ǘㄖ?硬件S-fimction模塊的模型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形；如果要對包括定制硬件 S-function模塊的模型文件MODEL生成目標代碼，則可以在simulink-function模型界 面中運行生成代碼命令，運行生成代碼命令會調(diào)用特定文件夾中的所述TLC文件，根據(jù)在 定制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型文件 MODEL. RTW中的包括定制硬件在內(nèi)的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代 碼，對包括定制硬件S-fimction模塊的模型文件MODEL生成目標代碼，輸出目標代碼以對 定制硬件進行讀寫。在模型硬件在環(huán)過程中，當需要對包括定制硬件S-fimction模塊的模 型文件進行仿真或生成目標代碼時，對于不同參數(shù)配置的定制硬件，只需要彈出所述模型 文件MODEL中的封裝后的定制硬件S-fimction模塊的對話框，在該對話框上輸入相應(yīng)的參 數(shù)后提交即可，不需要軟件人員修改定制硬件設(shè)備驅(qū)動程序的源代碼，免去了在模型硬件 在環(huán)過程中，系統(tǒng)人員每次更改硬件配置就需要軟件人員修改驅(qū)動代碼的步驟，減少了系 統(tǒng)開發(fā)的時間，也完善了對RTW不支持的目標板的工具鏈。 所述C MEX S文件，只需要在Simulink仿真下使用，不訪問1/0板和其它目標硬 件，在模型文件中起到“虛擬”模塊的作用而不會對硬件使用的內(nèi)存區(qū)域進行讀寫，而且C MEX S函數(shù)不會分配任何的Sin^truct結(jié)構(gòu)，可以減少內(nèi)存的使用量；所述TLC文件，實現(xiàn) S-function同應(yīng)用程序接口，編寫的TLC文件是為包括定制硬件S-fimction模塊的模型文 件生成實際工作代碼，是要對硬件進行訪問的。
權(quán)利要求
1.一種利用Simulink對定制硬件進行模型仿真的方法，其特征在于，包括以下步驟一.編寫定制硬件CMEX S文件，所述C MEX S文件包括描述定制硬件特有的輸入、輸 出、模型采樣時間參數(shù)以及輸出同輸入之間的變換關(guān)系，將所述C MEX S文件保存在一特定 文件夾中，所述C MEX S文件擴展名為“C”；二.將所述特定文件夾作為當前路徑，在MATLAB命令窗口中輸入mexCMEX S文件名， 在所述特定文件夾中生成一個C MEX S文件名.mexw32文件；三.將所述特定文件夾作為當前路徑，在simulink中新建一模型文件MODEL，在所述 新建一模型文件MODEL下進行定制硬件S-function模塊封裝，在simulink Browser界面 中拖入一 S-function模塊，彈出所述S-function模塊對話框，在所述S-function模塊對 話框中輸入同所述CMEX S文件名一致的文件名，并輸入C MEX S文件中描述定制硬件特有 的包括輸入、輸出、模型采樣時間在內(nèi)的參數(shù)后確認提交，從而使C MEX S文件與C MEX S 文件名.meXW32文件建立鏈接；然后彈出所述S-fimction模塊的菜單欄，在其中選擇Mask S-Function,編輯對話框Mask Editor :S_function，完成定制硬件S-function模塊封裝； 完成定制硬件S-fimction模塊封裝后，該模型文件MODEL中就存在了封裝后的定制硬件 S-function 模塊；四.在simulink環(huán)境界面中對包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件MODEL 進行編輯，編輯完成后，在simulink模型文件菜單欄界面上運行Build命令對所述包括定 制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進行編譯，得到一模型文件MODEL. RTff,保存在所 述特定文件夾中；五·在simulink Browser界面中，彈出所述模型文件MODEL中的封裝后的定制硬件 S-function模塊的對話框，在彈出的定制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入相應(yīng)的參 數(shù)后提交；六.對所述包括定制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進行仿真，在simul ink 模型仿真界面中，運行Mart Simulation命令，對所述包括定制硬件S-fimction模塊的模 型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用Simulink對定制硬件進行模型仿真的方法，其特征在 于，步驟三中，編輯對話框Mask Editor :S_function，包括，在Parameters選項欄中，輸入 需要在定制硬件S-fimction模塊對話框中顯示的內(nèi)容后提交，在ftx)mpt欄中輸入文字， 以在定制硬件S-function模塊對話框中顯示，在Variable欄中輸入變量以和定制硬件 S-function模塊對話框輸入的參數(shù)相對應(yīng)，在Type欄選擇各個字段表現(xiàn)的形式；在Icon 選項欄中，輸入要在定制硬件S-fimction模塊面板上顯示的內(nèi)容后提交。
3.一種利用Simulink對定制硬件進行模型代碼生成的方法，其特征在于，包括以下步驟一.編寫定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼；編寫定制硬件CMEX S文件，所述C MEX S文 件包括描述定制硬件特有的輸入、輸出、模型采樣時間等的參數(shù)以及輸出同輸入之間的變 換關(guān)系，擴展名為“C”;編寫TLC文件，所述TLC文件同所述C MEX S文件的文件名相同，擴 展名為“TLC” ；將所述三個文件保存在一特定文件夾中；二.將所述特定文件夾作為當前路徑，在MATLAB命令窗口中輸入mexCMEX S文件名， 在所述特定文件夾中生成一個C MEX S文件名.mexw32文件；三.將所述特定文件夾作為當前路徑，在simulink中新建一模型文件MODEL，在所述 新建一模型文件MODEL下進行定制硬件S-function模塊封裝，在simulink Browser界面 中拖入一 S-function模塊，彈出所述S-function模塊對話框，在所述S-function模塊對 話框中輸入同所述CMEX S文件名一致的文件名，并輸入C MEX S文件中描述定制硬件特有 的包括輸入、輸出、模型采樣時間在內(nèi)的參數(shù)后確認提交，從而使C MEX S文件與C MEX S 文件名.meXW32文件建立鏈接；然后彈出所述S-fimction模塊的菜單欄，在其中選擇Mask S-Function，編輯對話框Mask Editor :S_function，配置完Mask Editor對話框后，保存該 模型文件MODEL，完成定制硬件S-fimction模塊封裝，該模型文件MODEL中就存在了封裝后 的定制硬件S-fimction模塊；四.在simulink環(huán)境界面中對包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件MODEL 進行編輯，編輯完成后，在simulink模型文件菜單欄界面上運行Build命令對所述包括定 制硬件S-function模塊的模型文件MODEL進行編譯，得到一模型文件MODEL. RTff,保存在所 述特定文件夾中；五·在simulink Browser界面中，彈出所述模型文件MODEL中的封裝后的定制硬件 S-function模塊的對話框，在彈出的定制硬件S-fimction模塊的對話框上輸入相應(yīng)的參 數(shù)后提交；六.對包括定制硬件S-function模塊的所述模型文件MODEL生成目標代碼；在所述包 括定制硬件S-function模塊的模型文件下，在simulink-function模型界面中，運行生成 代碼命令，運行生成代碼命令會調(diào)用所述特定文件夾中的所述TLC文件，根據(jù)在定制硬件 S-function模塊的對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型文件MODEL. RTff 中的包括定制硬件的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼，對包括定制硬 件S-function模塊的所述模型文件MODEL生成目標代碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用Simulink對定制硬件進行模型代碼生成的方法，其特征 在于，在步驟五之后，對所述包括定制硬件S-fimction模塊的模型文件MODEL進行仿真，在 simulink模型仿真界面中，運行Mart Simulation命令，對所述包括定制硬件S-function 模塊的模型文件MODEL進行仿真，輸出仿真圖形；然后進行步驟六，在所述包括定制硬件 S-function模塊的模型文件下，在simulink-function模型界面中，運行生成代碼命令，運 行生成代碼命令會調(diào)用特定文件夾中的所述TLC文件，根據(jù)在定制硬件S-fimction模塊的 對話框上輸入的相應(yīng)參數(shù)、在所述特定文件夾中的模型文件MODEL. RTff中的包括定制硬件 的各硬件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及定制硬件特有的設(shè)備驅(qū)動代碼，輸出目標代碼，以對定制硬件進 行讀寫。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的利用Simulink對定制硬件進行模型代碼生成的方法，其 特征在于，所述設(shè)備驅(qū)動代碼包括定制硬件的頭文件、宏定義、I/O設(shè)備代碼庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用Simulink對定制硬件進行模型代碼生成的方法，其特 征在于，步驟三中，編輯對話框Mask Editor :S_function，包括，在Parameters選項欄中， 輸入需要在定制硬件S-fimction模塊對話框中顯示的內(nèi)容后提交，在ftx)mpt欄中輸入文 字，以在定制硬件S-function模塊對話框中顯示，在Variable欄中輸入變量以和定制硬件 S-function模塊對話框輸入的參數(shù)相對應(yīng)，在Type欄選擇各個字段表現(xiàn)的形式；在Icon 選項欄中，輸入要在定制硬件S-fimction模塊面板上顯示的內(nèi)容后提交。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用Simulink對定制硬件進行模型仿真的方法，編寫定制硬件C MEX S文件，在MATLAB命令窗口中通過mex命令，生成一個C MEX S文件名.mexw32文件；在simulink中新建一包括定制硬件S-function模塊的模型文件，并對定制硬件S-function模塊進行封裝，從而使C MEX S文件與C MEX S文件名.mexw32文件建立鏈接，并生成定制硬件S-function模塊面板及其對話框，對該模型文件進行編輯編譯，得到一模型文件MODEL.RTW，在Matlab/simulink仿真時，彈出所述定制硬件S-function模塊的對話框，在該對話框上輸入相應(yīng)的參數(shù)后提交，運行Start Simulation命令輸出仿真圖形。本發(fā)明還公開了一種利用Simulink對定制硬件進行模型代碼生成的方法。本發(fā)明能利用Simulink對定制硬件進行模型仿真及代碼生成，節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)的時間。
文檔編號G06F9/455GK102087610SQ20091020189
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者羅來軍, 陳意瑤, 黃東亞 申請人:聯(lián)創(chuàng)汽車電子有限公司