傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法的局限性

軟件變龐大，開發(fā)方式發(fā)生變化

汽車軟件日趨龐大，傳統(tǒng)軟件開發(fā)無(wú)法支撐。例如，支持燃油經(jīng)濟(jì)性改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制、精細(xì)控制和廢氣法規(guī)逐年要求更高的性能和更高的效率。為了實(shí)現(xiàn)它，代碼大小正在加速增加。注意力集中在基于模型的開發(fā)上，而不是傳統(tǒng)的軟件開發(fā)，因?yàn)樗枰獪p少開發(fā)人力，提高重用性和開發(fā)準(zhǔn)確性。

基于模型的開發(fā)

基于模型的開發(fā)是對(duì)開發(fā)目標(biāo)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，對(duì)模型進(jìn)行重復(fù)模擬，是一種制作控制和系統(tǒng)的方法。它在汽車開發(fā)軟件中迅速普及。

在基于模型的開發(fā)中，可以立即驗(yàn)證設(shè)計(jì)的模型，可以防止出現(xiàn)問(wèn)題的開發(fā)回溯。

在基于模型的開發(fā)中，模擬控制和工廠建模的模型。對(duì)模型進(jìn)行仿真稱為在環(huán)仿真 （MILS） 中的模型。在設(shè)計(jì)之初，可以通過(guò) MILS 驗(yàn)證系統(tǒng)。

在驗(yàn)證該模型時(shí)，確認(rèn)使用從模型生成的代碼的仿真結(jié)果與對(duì)模型的仿真結(jié)果相同，確認(rèn)生成的代碼是正確的。此測(cè)試稱為背靠背測(cè)試。

在MCU等處理器上執(zhí)行生成的代碼，模型與處理器協(xié)同仿真，可以驗(yàn)證算法。工廠模型和處理器的協(xié)同仿真稱為處理器在環(huán)仿真 （PILS）。

如何在處理器上輕松執(zhí)行模型生成的代碼？

即使引入基于模型的開發(fā)，從制作的模型生成代碼，做Back-to-Back測(cè)試，手動(dòng)工作需要大量時(shí)間來(lái)構(gòu)建代碼，在MCU上執(zhí)行它，設(shè)置調(diào)試器和協(xié)同仿真。 并且即使構(gòu)建環(huán)境，也不容易確認(rèn)行為和分析性能。

Embedded Target for RH850 Multicore 可以通過(guò)與 Mathworks 發(fā)布的 Embedded Coder? 通信生成可以在 MCU 上運(yùn)行的代碼，構(gòu)建代碼并將其下載到調(diào)試器，連接模型和調(diào)試器，可以通過(guò) co 進(jìn)行 PILS -模擬。

RH850 多核的嵌入式目標(biāo)是什么？

是在RH850上搭建PILS環(huán)境的開發(fā)工具。Embedded Target for RH850 Multicore具有以下功能，可以自動(dòng)構(gòu)建環(huán)境。

- 自動(dòng)生成瑞薩集成開發(fā)環(huán)境 CS+（*1） 的 RH850 項(xiàng)目文件。

- Embedded Coder 從 Simulink ? 模型生成代碼。

- 將源代碼文件添加到 CS+ 項(xiàng)目文件中。

- 設(shè)置構(gòu)建工具

- 設(shè)置調(diào)試工具

- 執(zhí)行調(diào)試工具

- 連接 Simulink 和調(diào)試工具（支持周期精確模擬器（*2）或評(píng)估板）

連接好 Simulink 和調(diào)試器后，就可以通過(guò) Simulink 仿真與 MCU 做 PILS。確認(rèn) PILS 的結(jié)果和 MILS 的結(jié)果在 Back-to-Back 測(cè)試中相同。

單核 PILS 和分析模塊性能

Embedded Target for RH850 Multicore 可以通過(guò)使用周期精確仿真器或評(píng)估板來(lái)分析模型中子系統(tǒng)塊單元的性能。這是其他公司沒(méi)有的嵌入式目標(biāo)RH850獨(dú)有的功能。

首先，將模型轉(zhuǎn)換為塊的分析性能。使用專用 GUI 選擇測(cè)量目標(biāo)塊，然后轉(zhuǎn)換模型。

從轉(zhuǎn)換后的模型生成代碼，用于分析塊的性能?？梢酝ㄟ^(guò)執(zhí)行 PILS 來(lái)分析塊的性能?？梢酝ㄟ^(guò)圖表直觀地確認(rèn)每個(gè)塊性能的結(jié)果

這個(gè)解釋是針對(duì)單核的，但最新的幾乎 RH850 是多核的，因此軟件也需要支持多核。

在使用多核的情況下，如果在單核上執(zhí)行的軟件沒(méi)有更改為執(zhí)行它，性能不會(huì)提高，因?yàn)樾袨榕c單核相同。為了通過(guò)有效地執(zhí)行多核來(lái)提高性能，需要對(duì)軟件進(jìn)行并行處理。并行化將在下一章中描述。

如何在多核 MCU 上輕松執(zhí)行模型生成的代碼？

要在多核上執(zhí)行軟件，需要將軟件并行化，以便多核可以同時(shí)執(zhí)行軟件。軟件并行化后，需要為多核添加同步處理才能以正確的順序執(zhí)行，同時(shí)需要為多核添加排除控制，使其不訪問(wèn)公共資源?？紤]到這些，很難將軟件并行化。

盡管執(zhí)行難以并行的軟件，但由于同步處理和排除控制的開銷很大，可能無(wú)法獲得預(yù)期的性能。

在 RH850 多核嵌入式目標(biāo)上，通過(guò)并行化模型并從并行化模型生成代碼，可以生成可在多核上執(zhí)行的代碼。

并行多核模型

可以通過(guò)塊的分析性能的結(jié)果來(lái)獲得塊的執(zhí)行時(shí)間。根據(jù)信息考慮塊的核心分配。

核心分配是使用專用 GUI 為每個(gè)塊分配核心，然后轉(zhuǎn)換模型。

通過(guò)這種分配，可以將模型轉(zhuǎn)換為多核。

將綠色和藍(lán)色塊分配給不同的核心

多核 PILS 的背靠背測(cè)試

可以通過(guò)生成的代碼對(duì)多核 MCU 進(jìn)行 PILS?？梢酝ㄟ^(guò)比較 PILS 的結(jié)果和 MILS 的結(jié)果來(lái)進(jìn)行 Back-to-Back 測(cè)試。

多核分析性能和驗(yàn)證優(yōu)化的多核并行化

可以像在單核上一樣分析多核上的塊性能。可以通過(guò)圖表直觀地確認(rèn)每個(gè)塊性能的結(jié)果。

為了縮短與上圖結(jié)果相比的總執(zhí)行時(shí)間，重復(fù)考慮多核 PILS 的驗(yàn)證，考慮優(yōu)化的多核分配。

解釋同時(shí)支持單核和多核的基于模型的開發(fā)。瑞薩電子繼續(xù)維護(hù)基于模型的開發(fā)環(huán)境。

Embedded Target for RH850 Multicore + Multirate，是更高版本的 Embedded Target for RH850 Multicore 支持具有一定控制速率的模型（在基于模型的開發(fā)中稱為多速率模型）。

審核編輯：郭婷