在之前的導(dǎo)出函數(shù)文章中,介紹了如何配置仿真模型并將它導(dǎo)出為函數(shù):使用 Model 模塊。
案例中,我們的模型模擬的是代碼運行一次的行為。也就是說:假設(shè)這些代碼要跑在 ECU 里,當模型仿真開始ECU 啟動,這些代碼就運行,當仿真結(jié)束ECU 停止。
這是個有意思的過程,不過,要是你想仿真一些更復(fù)雜的場景,比如 ECU 多次啟動和關(guān)閉的場景呢?
這就是需要用的Initialize Function 和 Terminate Function 模塊。
下面的例子模擬了一輛車在兩種不同情況下多次啟動和關(guān)閉的場景:
a.當車在運行時,我們使用計數(shù)器累加來跟蹤記錄發(fā)動機的在它的整個生命周期里運行的全部時間。
b. 在正常關(guān)停的場景下,車鑰匙熄火,我們將累計的時間寫入一個 non-volatile 內(nèi)存。所以,在下次汽車啟動的時候它還可以被讀出來。
c. 假如電池沒電了汽車也會關(guān)停,但是這時候我們就沒有機會把累計時間寫入 non-volatile 內(nèi)存了。
下面我們來看看如何實現(xiàn)上述邏輯。
使用 Initialize 和 Terminate 事件
首先用一個簡單的計數(shù)器例子,用來模擬發(fā)動機運行時間計數(shù):
把上圖這種形式的導(dǎo)出函數(shù)模型,使用一個Model 模塊引用起來。在 R2016b 里 Model 模塊的參數(shù)設(shè)置對話框里就會出現(xiàn)兩個新選項:
勾選這兩個選項,Model 模塊就多出兩個輸入端口,可連接 Function-call 信號(見下圖)。
作為第一次簡單嘗試,我們用一個 Stateflow chart 來仿真車鑰匙啟、停時分別啟動和關(guān)閉這個計數(shù)器 EngineRunTime。
仿真結(jié)果如下:
當車鑰匙啟動時,計數(shù)器在增長,而當車鑰匙關(guān)停時,計數(shù)器停止計數(shù)。而當車鑰匙再次啟動的時候,計數(shù)器重置了。
自定義Initialize 和 Terminate 事件
就像之前所說的,我們并不希望這個計數(shù)器在每一次車鑰匙關(guān)停的時候都重置,不然就沒法累計發(fā)動機的運行時間了。
為了保留這個計數(shù)器的值,我們這時候就可以使用 Initialization 和 Terminate 模塊了。
在 Terminate Function 內(nèi)部,我們使用 State Reader 模塊來獲取當前的計數(shù)值,并保存在 Data Store 模塊里。類似的,在 Initialize Function 內(nèi)部,我們可以讀取這個 Data Store 模塊,并用這個值來初始化計數(shù)器。
譯者補充:熟悉 Simulink 代碼生成的朋友都知道,EngineRunTime 模型生成代碼時,會生成 step 函數(shù),以及相應(yīng)的Initialize 和 terminate 函數(shù)。默認情況下 Initialize 函數(shù)里進行輸入、輸出以及狀態(tài)量的初始化,terminate函數(shù)里是空的。R2016b 之后,新增加的這個 Initialize 和 terminate 模塊,可以讓你顯示的定義這兩個函數(shù)里的內(nèi)容。
我們來看結(jié)果:
在車鑰匙關(guān)閉和重啟后,每一次EngineRunTime 被重新調(diào)用運行時,是在持續(xù)計數(shù)的。
Reset Function
就像之前說的,我們還需要模擬由于電池電壓過低引起的車輛重啟。
這表示,在有些真實場景下,有時候計數(shù)器模型結(jié)束運行的時候,我們是沒機會往Data Store 里寫數(shù)據(jù)的。
為了模擬這種場景,我們把原來的Terminate 模塊里面的 Terminate Event Listener 模塊的事件類型從 Terminate 改為 Reset,并設(shè)置一個有含義的名字 writeNVmem。
這樣一來,模型里就不再有Terminate Function 模塊了。當仿真觸發(fā) terminate 事件后,就會執(zhí)行默認的模塊 terminate 函數(shù)。
我們重寫 Stateflow 調(diào)度器,處理這兩種關(guān)停的情況:
注意,在上面這個模型中,我們在 Model 的參數(shù)對話框里勾選了 "Show model reset ports",所以就出來了這個額外的 writeNVmem 端口。
仿真結(jié)果如下:
可以看到,在因為電池失效而引起的關(guān)停時,計數(shù)器的值并不會保存給下次重啟的時候用。
代碼生成
現(xiàn)在,仿真結(jié)果跟我們想要的一致了,接著我們來生成代碼。
在生成的代碼里,寫入 non-volatile 內(nèi)存一般都是用戶自定義代碼來實現(xiàn),或者是 Embedded target 提供的硬件服務(wù)。為了模擬這種情況,我們使用 Function call 模塊和 Simulink Function 來實現(xiàn),以前的帖子有介紹過這兩個模塊的用法。
簡單來說,就是把上面 EngineRunTime 模型里的 Data Store Read/Write 模塊替換為 Function call。
另外,為了能在仿真的時候得到同樣的結(jié)果,我們使用 Simulink Function 來完成讀寫 Data Store 這個功能,跟之前在Initialize 和Terminate function 的讀寫功能一樣。
這就是整個模型的結(jié)構(gòu):
之前的帖子有介紹過,在代碼生成的時候,可以在 EngineRunTime模型里設(shè)置配置選項,告訴 Simulink 在鏈接的時候,去哪里找這個 writeEngineRunTimNV 和 readEngineRunTimNV 函數(shù)。
我們把這個導(dǎo)出函數(shù)模型生成如下代碼:
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