SIMULINK_基于模型设计(MBD)_讨论2
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作者: 老胡 时间: 2013-3-22 14:52 如何尽早的发现设计上的错误？ 传统的开发模式里，我们使用review的方式去发现错误，在质量体系 ISO9001里面有定义，任何一份设计，都必须要评审。 评审的目的，也就是为了发现这个阶段的错误，以防错误被带到后续的开 发过程中。
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 14:55 而评审的效率，却是非常低下的。 我想凡是参加评审的网友都会有体会。 比如，我在做完一份设计之后，我会邀请我的同事来评审我的工作，而参 加评审的这些同事，往往不能有足够的时间了解我的这份工作，而只能在 评审会上听我介绍我做的工作，这样的评审，可能会发现一些非常明显的 问题，除此之外的，很难发现问题。
也希望版上的网友提出各自的问题及见解，我们一起讨论。
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 14:26 本帖最后由 老胡 于 2013-3-22 14:28 编辑
什么叫基于模型的设计？ 这是一个很大的话题，因为本人能力所限，仅讨论使用Simulink模型开发 嵌入式软件的设计过程。也就是说，我只能聊基于模型的嵌入式软件设 计。 我的理解是，通过对算法建模进行软件设计的过程，都可以叫基于模型的 设计。 当然，如果仅限于算法建模，把Simulink/Stateflow当做Visio使用，而 不去进行其他环节的工作，这样的基于模型设计是不完整的，可能对你的 开发效率不会有很大的提升。 如果想通过基于模型的设计提升软件开发团队的开发效率，提高软件品 质，我觉得至少有如下几点可以考虑： 算法建模 算法模型的验证 文档自动化 代码生成 代码和模型的等效性验证。
版上的一个帖子： /thread-223520-1-1.html 引发了一些讨论，为了方便大家进一步讨论，专门开贴，讨论基于模型的 设计。 题目有点大，以我的个人经历，我只能说说基于模型的嵌入式软件设计， 我先抛砖引玉吧。 先胡乱问几个大问题： 什么叫基于模型的设计？ 为什么要基于模型的设计？ 基于模型的设计过程中，需要做什么事情？
所以总结一下，基于模型的设计可以从以下方面给我们提供便利： 1. 图形化设计 2. 早期验证 3. 代码生成 4. 文档自动化
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 15:18 本帖最后由 老胡 于 2013-3-24 11:50 编辑
前面我大概论述了为什么要做基于模型的设计，或者说基于模型的设计可 以给我们带来哪些好处。这些好处，最终会大大提高开发效率，并且改善 软件品质。 下面，我在说说基于模型的设计里有哪些事情要做，刘博士说的没错，基 于模型的设计，自然模型最重要，如何建模，毫无疑问是最为重要的环 节。 在软件产品开发中，建模活动里，耗时最多的，就应该是需求分析了，需 求分析不仅包括如何正确理解软件需求，而且要考虑如何通过模型实现，
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 15:19 本帖最后由 老胡 于 2013-3-27 11:14 编辑
再说说模型验证的必要性。 我在进入MathWorks之后，接触过很多客户，不少客户在最初引入基于模 型设计的时候，根本不在意模型验证工作，他们经常在模型编译通过之后 就拿去生成代码，有了代码之后将代码下载到各种快速原型设备上去测试 算法，Simulink的仿真功能基本上成了摆设。并且在这个阶段，不管我如 何苦口婆心的给他们介绍模型验证的重要性，在他们那边，却总有各种各 样的借口去省略模型验证环节，“项目时间太紧，模型来不及测”，“我 们知道规范的开发流程，但是现在人手不够”。 当然，这类用户经常在这样折腾了一段时间之后，还是要回到模型测试上 来，他们最终会发现，在HIL设备上测试算法，实在太难，当然，也有坚 持的，坚持的结果就是他们所谓的基于模型的设计，开发效率比传统的开 发模式高不了多少。 其实，这个问题我们可以这么去看， 模型阶段的测试，我们是可以分模块进行的，而HIL上测试，基本上是集 成之后的软件。比如，一个软件有10个模块，在HIL设备上，你很难分离 出每个模块的bug，而如果是按模块做单元测试，则就是针对的一个具体 的模块。打一个不算恰当的比方，我们都知道一块2克拉的钻石，价格肯 定不是一块1克拉钻石的两倍。类似的，如果每个软件模块有2个bug，那 么你从集成好的软件里去消除这20个bug，耗费的精力肯定不是从每个单 元模块里去消除bug所耗精力的总和。 说白了，早期验证是非常重要的，很多软件工程的教材里都有相关的统计 数据说明早期验证的重要性，对应到基于模型的开发过程，能在模型级别 做的验证，一定不要拖到后续的环节中。 中国有句老话，“心急吃不了热豆腐”，“项目时间紧”或者“人手不 够”不能成为我们忽略模型测试的借口。
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 14:44 本帖最后由 老胡 于 2013-6-2 08:17 编辑
有了模型之后，接下来要做什么事情？ 代码生成？ 这是很多比较初级的用户容易犯的错误，犯这个错误的用户，很大程度上 是因为没有弄清楚为什么要做基于模型的设计？ 为什么要做基于模型的设计？ 我相信很多用户没有仔细考虑这个问题，很多用户做基于模型的设计的理 由是：国外的公司都这么做，同行其他公司都这么做......
好，工程师不愿意写，开发过程中又不能少，如果计算机可以帮我们写， 岂不是很美好的事情。 基于模型的设计，可以帮助我们实现文档自动化，至少有相当大的一部分 文档可以让计算机替我们写。
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 15:12 其实，基于模型的设计，还有一个天然的优势：图形化设计。 对于工程师来讲，图形化的东西，本身就比文字更容易理解，否则我们在 软件开发过程中也不会去画流程图和状态机了。
/forum.php?mod=viewthread&action=printable&tid=224073
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【讨论】有关基于模型的设计 - MATLAB中文论坛 - Powered by Discuz!
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 15:00 评审作为一种非常传统的验证方式，并不能及时发现设计过程中引入的各 种错误。 而仿真，从效率上讲，要远高于评审，仿真更容易发现设计中的问题。 仿真是可以运行的，如果我们设定一些输入，运行模型之后，我们会得到 相应的输出，我们很容易观测到此时的输出是否是我们期望的输出。 另外还有好处，仿真的结果是确定的，给定输入，就会得到确定的输出， 当然，期望输出也是确定的。而不像评审，同样的文字，对于不同人，可 能理解成不同的含义。
再问几个小问题： 模型验证是否必要？ 模型验证有哪些工作可以做？ 模型验证是否一定需要被控对象模型？ 代码生成效率如何？ 底层驱动是否要建模？ Embedded Coder（以前的RTW Embedded Coder）支持哪些芯片？ MIL、SIL、PIL、HIL的目的和实现方式？ 如何定点化？ 如何做代码集成？
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 15:03 代码生成和早期验证之外，基于模型的设计，还可以给我们带来其他好 处，比如文档自动化。 我们经常听到这样的说法： 我们终于把软件发布出去了，现在可以有时间补文档了... 下个月要audit了，所有同事都在补文档.... iewthread&action=printable&tid=224073
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2016/6/14
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真正的画模型的时间，相比之下并不多，如果Simulink/Stateflow用的熟 的话，真正打开MATLAB画模型的时间占建模阶段总时间的1/3都不到。 建模之后，接下来就是模型验证，验证，英文单词Verification，英文里 面还有另外一个词Validation，确认，很多人不清楚这两个词之间的区 别，通俗点讲：Verification是考察你是否正确的做了一件事，而 Validation，则是考察你是否做出了正确的东西。一个强调的是过程，一 个在乎的是结果。 闲话少说，咱们继续回到模型验证上来，通常模型验证包含如下活动：建 模标准的检查、评审、单元测试、快速原型。（如果说的不完善，欢迎大 家补充） 建模标准的检查，可以通过模型检查工具自动完成，建模标准检查的意 义，和传统开发模式里C编码标准的意义一致，这里不展开了。 有关评审和单元测试，再专门开贴说吧。 模型验证之后，接下来就可以做代码生成了，有关代码生成，也专门讨论 吧。 代码生成之后，需要做代码验证，基于模型的开发过程里面，SIL、PIL都 是常用的代码验证方式。 在代码做完SIL或者PIL测试之后，要考虑软件集成了，即应用层软件，也 就是通过Simulink模型生成的软件，和底层驱动软件之间的集成。 软件集成之后，后面的事情，基本上和传统的开发模式差不多了，当然， 相对于传统的开发模式，你可以多一个HIL环节出来，不过话又说回来， 即便是传统的开发模式，也一样可以有HIL这个环节的。 有关HIL的实现及目的，以后再说。
2016/6/14
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标题: 【讨论】有关基于模型的设计
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 14:16 标题: 【讨论】有关基于模型的设计 本帖最后由 老胡 于 2013-3-22 18:34 编辑
/forum.php?mod=viewthread&action=printable&tid=224073
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2016/6/14
【讨论】有关基于模型的设计 - MATLAB中文论坛 - Powered by Discuz!
作者: 老胡 时间: 2013-3-22 14:41 传统的开发过程中，我们有一个环节，需求捕获，也即，从系统需求分解 出软件需求。 在基于模型的设计过程中，我们同样可以通过分析系统需求，获得软件需 求。 当然，根据系统需求的详细程度，我们可以考虑是否要写专门的软件需 求。 在基于模型的软件设计中，我们主要关心的是系统的功能需求，或者说可 以通过软件实现的功能需求。如果这部分需求在系统需求文档里已经有非 常清楚的定义，那么我们可以以系统需求文档作为依据建立模型。 当然，如果系统需求不是足够清楚，那我们有必要编写专门的软件需求文 档。 如果不考虑Simulink/Stateflow的应用上的问题，也就是说，如果我们都 是熟练的Simulink/Stateflow用户，那么建模过程的主要工作是需求分 析，通俗点讲，需求弄清楚了，建模也就是非常简单的事情了。 当然，建模的时候，要考虑未来的验证、实现以及后期维护的问题。 我个人的体会，这个阶段，不要着急建模，一定要先弄清需求，另外，建 模的时候，模型架构非常重要。
