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浮点模型的定点化到产品级代码的生成

上网日期: 2009年09月25日 ?? 作者: Bill Chou, Tom Erkkinen ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:浮点模型? 燃料系统模型? ECU 控制器?

执行初始数据类型和定标

依据我们的初始输入,Fixed-Point Advisor 可为输入模块、常数、参数以及具有中间数据类型的模块(例如求和模块)建议数据类型和初始定标。该工具使用设计或仿真浮点数据的最小值和最大值,建议初始定点数据定标。该工具可报告定标冲突并提出解决冲突的方法。然后,检查数值错误并分析记录的信号。

于是生成了初步定标的定点模型,以及比较浮点到定点模型结果的方案。

检查模型对于产品级代码部署的适宜性

我们使用 Fixed-Point Advisor 来运行最终检查,以确定该模型对于产品级代码部署的适宜性。包括:

* 指出可生成昂贵的饱和和舍入代码的模块。

* 指出有问题的定点操作,例如确保定点查找表有足够的空间,以最大化代码效率。

分析、改进以及优化定点定标

使用 Fixed-Point Tool 可在您的模型中互动地分析、改进以及优化定点定标。该工具首先确定溢出和/或饱和的定点值。然后,通过临时将所有信号转换为浮点精度并执行另一个仿真运行,找到定标的合适动态范围。合适的动态范围用于计算对于每个模块而言更合适的定点定标。然后,我们接受或拒绝每个信号的建议定标。我们还可配置该工具,以忽略所选的模块,使您能够对单独定标的模块使用自动定标。

图2
图2:利用 Fixed-Point Tool 对容错燃料系统模型进行自动定标。

显示了用于容错燃料系统模型的工具及其建议的定标。注意,上述步骤可用于相同的模型,使您能够对于浮点设计和定点设计使用一个模型,并减少在设计迭代过程中维护独立模型的需求。

在整个过程中,比较图提供快速且简单的方法,分析和对比定点设计和浮点设计的行为

图3
图3:比较当前定点结果与参考浮点结果,以及这些结果之间的差别。

生成优化代码

我们可使用 Real-Time Workshop Embedded Coder 生成针对不同目标的代码。如果我们选择默认 ANSI/ISO C 代码选项,可在具有指定字长的任何目标上部署可移植代码。我们还通过使用目标函数库来利用处理器优化的代码,以将生成的数学函数、数学运算符以及内存分配函数(例如 memcpy)自动替换为特定于目标的形式。图 4:定点 ANSI C 代码与为 Infineon TriCore 处理器优化的使用目标函数库定点代码的比较。 比较具有饱和逻辑的 32 位整数定点相加的 ANSI C 代码与 Infineon TriCore 优化代码。

图4
图4:定点 ANSI C 代码与为 Infineon TriCore 处理器优化的使用目标函数库定点代码的比较。

位精确的定点仿真可帮助您在 Simulink 环境内对设计建模。Simulink Fixed Point 提供的工具可让您自动化定点转换工作流程的耗时部分,并研究设计以进一步改进定点性能。Real-Time Workshop Embedded Coder 对产品级代码部署提供一种自动化途径。

使用的产品

* Simulink

* Stateflow

* Fixed-Point Toolbox

* Simulink Fixed Point

* Simulink Verification and Validation

* Real-Time Workshop

* Real-Time Workshop Embedded Coder

* Stateflow Coder

有关更多信息

本文中引用的燃料系统模型:

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/loadFile.do?objectId=18439&objectType=FILE

Simulink 7 (R2008a) 的定点建模和代码生成技巧:

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/loadFile.do?objectId=19835&objectType=FILE


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