通過基于模型的設計重塑汽車軟件

隨著嵌入式系統(tǒng)復雜性的增加，汽車軟件工程師面臨著追求競爭目標的壓力：

使汽車技術組件更具可定制性

符合安全標準和法規(guī)

降低開發(fā)成本

加快上市時間

基于模型的設計是替代傳統(tǒng)汽車軟件開發(fā)方法的一種解決方案。

基于模型的設計與傳統(tǒng)設計

基于模型的設計與傳統(tǒng)設計方法之間的差異是巨大的。

傳統(tǒng)設計是以軟件為中心的。它將軟件視為以下每個階段的主要實體：

ECU設計利用框圖或計算機建模技術

設計以編程語言實現(xiàn)

ECU與工廠模型集成

仿真用于調整控制器參數(shù)

測試和重申

在基于模型的設計方法中，計算機建模技術在整個設計過程中使用，同時自動生成代碼。以下是此過程的各個階段：

開發(fā)團隊創(chuàng)建概念設計。

數(shù)學模型是使用圖形設計和仿真工具（如Matlab，Simulink和Stateflow）從規(guī)范創(chuàng)建的。

該模型捕獲有關嵌入式系統(tǒng)在真實車輛中應如何運行的所有信息（組件及其車輛被建模為一個動態(tài)系統(tǒng)）。

數(shù)學模型用于所有開發(fā)階段，包括設計、實施和驗證。

代碼根據(jù)完善的模型自動生成，并集成到嵌入式微處理器中。

這樣，基于模型的設計可以優(yōu)先考慮組件的功能，并在創(chuàng)建物理原型之前，在每個開發(fā)階段評估其與更大系統(tǒng)的集成。

基于模型的設計在汽車中的優(yōu)勢

基于模型的設計范式為汽車開發(fā)人員提供了傳統(tǒng)軟件開發(fā)無法實現(xiàn)的顯著優(yōu)勢：

提高生產率：所有階段都基于相同的數(shù)學模型?？梢允褂枚鄠€模型進行仿真，而不會增加開發(fā)時間或成本。

減少開發(fā)時間和成本：基于模型的設計加快了整個開發(fā)過程。通過在每個階段進行測試，開發(fā)團隊可以避免在后期階段進行代價高昂的更改。

能夠在開發(fā)過程后期引入重大更改：面向模塊的工作流程和自動代碼生成使汽車工程師能夠糾正錯誤的規(guī)格并替換大型功能塊。

一致的文檔和實現(xiàn)：由于模型描述也是實際代碼的基礎，因此文檔和實現(xiàn)保持一致。

更高的可靠性：廣泛的模擬、早期測試和自動代碼生成消除了代碼錯誤的可能性，并減少了對系統(tǒng)內調試的需求。

技術重用：仿真模塊和車輛測試可以保存在庫中，并在開發(fā)其他模型的過程中重復使用。

基于模型的設計允許在汽車嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)更快的發(fā)布、增強的設計并提高可靠性。軟件建模和仿真工具可以改進汽車系統(tǒng)，只要它們繼續(xù)顯示出優(yōu)勢并在行業(yè)中變得越來越普遍。

審核編輯：郭婷