专利名称：实现和/或配置输入/输出模型的工具的制作方法
技术领域：
许多工业领域都感受到必须缩短其开发时间的压力，而与此同时它们要开发独特而且创新的产品。要在全球市场中获得成功，这两个因素是不可避免的，特别是对于高技术企业如汽车、航空和通信领域，在这些企业中，电子控制/调节是新产品的起决定作用的部分。这种控制或调节的基于模型的设计是一种节省时间的、高性价比的途径，因为控制/调节技术通过单个模型工作，该模型在单一的集成的软件环境中包含一种功能或者一个完整的系统。基于模型的开发过程造就了优化的和充分测试的系统，其中各个部件优化地互相配合。对于软件部件内的调节器建模和行为建模可以使用如MathWorks的 MATLAB /Simulink /Stateflow 和 dSPACE 的 TargetLink 这样的工具。为了在实际环境中检验调节器模型，可以把它集成在原型系统中。此外TargetLink适合用于设计软件部件，这些软件部件用于系统架构软件中，特别是用于dSPACE的用于系统层面的基于模型的设计的SystemDesk中。在SystemDesk中，多个软件部件可以组合，以构成一个软件架构，其可以作为整个系统模型的部分使用。在现有技术中可以用标准工具、如MathWorks的 MATLAB /Simulink /Stateflow 为控制设备测试而以图形方式对于控制设备
功能、诊断功能和仿真模型进行建模并且因此产生行为模型。这里大多在同一个模型基础上工作，而与现在是否在验证汽车中的功能的有效性、是否为串行控制设备生成代码或者测试是否在硬件在环环境(Hardware-in-the-loop-Umgebung)中执行无关。行为模型通常以图形方式模型化，这里用户可以把自己的C代码嵌入图形方式的功能块(Block)中。为了通过如CAN、LIN、或者FlexRay总线这样的总线进行模型与其他电子设备的通信，可以把专门的功能块嵌入模型中。该功能块构建在模型中，并且使该模型能够通过相应的总线与其他系统交换消息。接收功能块对从硬件接收的数据进行预处理以便在模型中处理。发送功能块对信息进行预处理以便通过总线发送。对于要发送的消息，典型地可以设置一些参数。这些参数例如是·要发送消息的控制器的选择·功能块采样时间，其规定在哪些时段向控制器传输消息·自动重复时间，其规定控制器应该在哪些时段发送消息·开始延迟，其规定在模型的哪个开始时间后传输第一个消息 超时时间，其规定控制器多长时间重复导致错误帧(例如由于缺失的确认)的消息尤其地，在现有技术中为每一个要发送的消息在模型中设置自己的具有自己的定时信息的功能块。此外，能够用单个功能块管理多条消息。在现有技术中还支持请求消息和远程消息。通过请求消息从另一个总线用户请求消息，所请求的消息的标识通过消息标识实现。远程消息是控制器对于请求消息的自动应答。通过另外的功能块能够将多条总线彼此连接，并且通过在一条总线上接收消息和重新在另一条总线上发送而在两个或者多个网络之间传递消息。一些功能块被设置为处理适合于标准化的协议的消息。另外的功能块处理原始数据，并且使得能够在模型中建立另外的协议并且通过这些功能块使用。为进行配置可以读入例如DBC、MAT、FIBEX或者LDF格式的配置文件。为了检验消息的正确传输，CRC校验经常是可行的。该校验也可以通过用户特有的代码进行。借助于行为模型和仿真硬件特有的配置以及已配置的、定义应该在外部设备(例如要测试的控制设备)的输入和输出上测量或者生成什么的输入/输出函数，建立可执行的程序，即所谓的实时应用程序，该程序应该在仿真硬件上执行。本发明的应用领域特别是建立和配置输入/输出函数、与仿真硬件匹配以及建立实时应用程序。
背景技术：
所谓的实时接口(RTI)是用于例如用MathWorks的 MATLAB /Simulink /Stateflow 建立的行为模型和仿真硬件(还请参见
dSPACE目录1999-2000)之间的接口的现有技术。它对于Real-Time Workshop 和 MateflowCoder (C代码发生器)进行了扩展使得能够实现在仿真硬件上Simulink模型和Mateflow模型的自动实现。为了连接行为模型与实际的外部环境，在行为模型中需要合适的用于模型的输入量或者输出量的接口。作为这样的输入/输出接口，在现有技术中设置图形方式的功能块， 并且根据希望的输入/输出功能对其进行配置。为了能够以图形方式配置输入/输出，有例如全面的图形方式的功能块库可供使用。该库例如包含可通过硬件使用的信息。为了对行为模型与输入/输出卡的连接进行建模，可以从图形方式的功能块库中选择相应的输入/输出功能块或者相应的输入/输出功能块模型，以便能够给行为模型添加相应的表示。对于每一硬件类型在现有技术中存在一个自己的库，使得通过从一个库中选择图形方式的功能块来确定该硬件类型的接口，并且仅能够以相应的花费用另一类型的另一个功能块替换。所有的设置，例如参数化，都可以在相应的图形功能块的输入模板 (Eingabemaske)中进行。这里可以检验输入的有效性。但是现有技术的缺点是，带有硬件特有的配置的行为模型与输入/输出函数的建立是混合的。这导致无论是行为模型的改变还是仿真硬件的改变都会造成开销很大的改变。用相同的输入/输出函数测试另一行为模型或者相同的行为模型用在不同的仿真硬件上都不是很容易可能的。RTI支持非周期的事件，例如外部的硬件中断和软件中断，并且使用户能够对于由中断请求触发的子系统执行给任务分配优先级。对于每一类型的系统，例如时间连续的、时间离散的、混合的和多速率系统，在现有技术中为其提供各自的图形功能块。根据输入/输出硬件，一个或不同的输入/输出卡的不同的硬件资源，可以不同的采样速率被使用，在可能的情况下可在不同的子系统中被使用。这里在建立接口配置时用户也必须已经了解执行的仿真硬件。即使例如在产生要下载到仿真硬件上的实时应用程序之前或期间应该进行相容性(Konsistenz)验证，仿真硬件也必须是已知的。此外有利的是，如在现有技术中已知的，在产生代码时针对实时执行而优化该代码。为了在仿真硬件上优化地执行实时应用程序，重要的是能够进行一些任务配置。 为此现有技术提供多种选择。例如，支持多速率系统并且由此也支持中断的、基于优先级的多任务。此外，有单定时器任务模式和多定时器任务模式以及非基于实时的仿真模式。中断请求可以例如通过外部硬件或者还有通过软件激发。对于每一任务存在可配置的过速(Overrun)处理。此外， 可以为每一任务建立周转时间(Turnaround-time)测量。可选的，可以为驱动定时器任务定义外部事件。于是在现有技术中，实时应用程序可以尤其是自动地被下载到具体的仿真硬件上并且可以执行模型。其中通过实验工具可以执行交互的控制、监视和数据采集。此外有一种用于多处理器系统或者多内核处理器的RTI扩展RTI_MP。该扩展用于为多处理器或者多内核结构进行图形方式的设置。通过对每个处理器或者内核进行单独的参数调整应该达到优化的性能。于是，用户能够在RTI-MP中例如为每一子系统设置单独的性能优化，例如步长、积分算法和触发条件。这些设置也可以分别取决于处理器或者内核，使得对于同一多处理器或者多内核系统的不同的处理器或者内核可能有不同的设置。这一点在处理器间通信中被予以考虑。处理器或者内核之间的中断请求被完全地支持。 RTI-MP还负责使处理器或者内核上的任务同步起动。为了并行化，应对系统进行划分，使得实现最优的处理器负载或者内核负载并且为处理器间/内核间通信定义通道。例如，用户可以使用简单的拖放功能给处理器或者内核分配模型的部分。RTI-MP还提供为实时仿真以及处理器间/内核间通信产生优化的代码的可能性。为此，具体的硬件在配置前也必须是已知的。因为用于配置仿真硬件的功能块要被嵌入行为模型中，所以在配置前必须对行为模型进行建模。在此不可能进行行为模型的替换。同样，在输入/输出功能相同的情况下也不可能用另一类型的硬件替换一个硬件，因为配置功能块被设计和配置专门用于一种仿真硬件。由此，整个实时应用程序的建立非常不灵活。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种用于实现和配置实时应用程序的工具，通过该工具能够灵活地建立实时应用程序，特别是输入/输出函数，特别是能够灵活地和简单地替换或改变实时应用程序的单个部分。根据本公开的一个实施例，提供了一种能够在计算机辅助的情况下实现和/或配置实时应用程序的至少一个输入/输出模型(111)的工具(110)，其中该输入/输出模型(111)与行为模型(121)分开建模。优选地，所述输入/输出模型(111)或者所述行为模型(121)能灵活地更换或者改变。优选地，通过模型接口(12 使得能够实现所述输入/输出模型(111)与所述行为模型(121)之间的相容性。优选地，在更换输入/输出模型(111)或者行为模型(121)时，所述模型接口 (123)保持不变。优选地，标记在更换或者改变输入/输出模型(111)或者行为模型(121)后包含不相容性的模型接口(123)。优选地，为了建模和/或配置所述输入/输出模型(111)，使用拓扑，特别是模型拓扑(122)、硬件拓扑(148)和/或外部设备拓扑(132)。优选地，一种拓扑的元件能够在不同的输入/输出模型中使用。优选地，在输入/输出模型(111)中使用一种拓扑的元件时，在该输入/输出模型 (111)中设置用于所述拓扑的所述元件的表示。优选地，在删除一种拓扑的元件时，在一个或者多个输入/输出模型中标记一个或者多个相应的表示。优选地，在改变一种拓扑的元件的一个或者多个特性时，在一个或者多个输入/ 输出模型中改变一个或者多个相应的表示的一个或者多个特性。优选地，外部设备拓扑(132)的元件包含关于外部设备、特别是电子控制设备的设备接口 (133)的信息。优选地，关于设备接口(133)的信息也包含关于故障仿真的信息。优选地，硬件拓扑(148)的元件包含关于硬件系统(140)的元件的结构和/或通
信的信息。根据本公开的另一实施例，提供了一种用于在输入/输出模型(111)中配置至少一个输入/输出函数(114)的工具(110)，其中至少一部分配置通过选择该输入/输出函数 (114)的类型以及与之相结合的特性进行。优选地，输入/输出函数(114)的另一配置通过选择硬件资源的类型以及与之相结合的特性进行。优选地，在输入/输出函数(114)中能够配置用于故障仿真的故障类型。优选地，在把输入/输出函数(114)分配给外部设备拓扑(13 的元件时，特别是通过元件的表示进行分配时，显示在该输入/输出函数(114)的所配置的特性与外部设备拓扑(132)的元件的特性之间的冲突。优选地，对于一种输入/输出函数(114)，特别是根据特定参数，可能需要多个硬件资源。优选地，能够通过硬件拓扑(148)为输入/输出函数(114)分配一个或者多个硬件资源。优选地，能够给输入/输出模型(111)的输入/输出函数自动分配一个或者多个硬件资源。根据本公开的一个实施例，提供了一种能够在计算机辅助的情况下实现和/或配置实时应用程序的至少一个输入/输出模型(111)的工具(110)，其中所述工具包括使得该输入/输出模型(111)与行为模型(121)分开建模的装置。优选地，所述工具包括能灵活地更换或者改变所述输入/输出模型(111)或者所述行为模型(121)的装置。优选地，所述工具包括用于使得能够实现所述输入/输出模型(111)与所述行为模型(121)之间的相容性的模型接口(123)。优选地，所述工具包括用于在更换输入/输出模型(111)或者行为模型(121)时使所述模型接口(12 保持不变的装置。优选地，所述工具包括用于标记在更换或者改变输入/输出模型(111)或者行为模型(121)后包含不相容性的模型接口(12 的装置。优选地，所述工具包括用于使用拓扑来建模和/或配置所述输入/输出模型(111) 的装置。优选地，所述用于使用拓扑来建模和/或配置所述输入/输出模型(111)的装置包括用于使用模型拓扑(122)、硬件拓扑(148)和/或外部设备拓扑(13 来建模和/或配置所述输入/输出模型(111)的装置。优选地，所述工具包括使得一种拓扑的元件在不同的输入/输出模型中使用的装置。优选地，所述工具包括用于在输入/输出模型(111)中使用一种拓扑的元件时在该输入/输出模型(111)中设置用于所述拓扑的所述元件的表示的装置。优选地，所述工具包括用于在删除一种拓扑的元件时在一个或者多个输入/输出模型中标记一个或者多个相应的表示的装置。优选地，所述工具包括在改变一种拓扑的元件的一个或者多个特性时在一个或者多个输入/输出模型中改变一个或者多个相应的表示的一个或者多个特性的装置。优选地，所述工具包括用于使外部设备拓扑(13 的元件包含关于外部设备的设备接口(133)的信息的装置。优选地，所述用于使外部设备拓扑(13 的元件包含关于外部设备的设备接口 (133)的信息的装置包括用于使外部设备拓扑(132)的元件包含关于电子控制设备的设备接口 (133)的信息的装置。优选地，所述用于使外部设备拓扑(13 的元件包含关于外部设备的设备接口 (133)的信息的装置包括用于使外部设备拓扑(132)的元件也包含关于故障仿真的信息的
直ο优选地，所述工具包括用于使硬件拓扑(148)的元件包含关于硬件系统(140)的元件的结构和/或通信的信息的装置。根据本公开的另一实施例，提供了一种用于在输入/输出模型(111)中配置至少一个输入/输出函数(114)的工具(110)，其中所述工具包括用于通过选择该输入/输出函数(114)的类型以及与之相结合的特性进行至少一部分配置的装置。优选地，所述工具包括用于通过选择硬件资源的类型以及与之相结合的特性进行输入/输出函数(114)的另一配置的装置。优选地，所述工具包括使得在输入/输出函数(114)中配置用于故障仿真的故障类型的装置。优选地，所述工具包括在把输入/输出函数(114)分配给外部设备拓扑构(132) 的元件时显示在该输入/输出函数(114)的所配置的特性与外部设备拓扑(13 的元件的特性之间的冲突的装置。优选地，所述工具包括用于通过硬件拓扑(148)为输入/输出函数(114)分配一个或者多个硬件资源的装置。优选地，所述工具包括用于给输入/输出模型(111)的输入/输出函数自动分配一个或者多个硬件资源的装置。根据本公开的一个实施例的一个技术效果是明显更方便地使用具有相同输入/ 输出函数的另一行为模型(121)。根据本公开的一个实施例的一个技术效果是能够更方便地使用具有不同输入/输出函数或者不同仿真硬件(140)的行为模型(121)
以下将借助于有利实施例更详细地介绍本发明。在附图中示意性地示出了一些实施例。图1和图2给出根据本发明的工具(110)及其部件的概况。图3示出了输入/输出模型(111)描述从外部设备(130)的信号到行为模型(121) 的模型接口(12 的完整的链条的一种示例表示。
具体实施例方式a.摘要图1和图2给出根据本发明的工具(110)及其部件的概况。工具(110)的一个任务是在建立输入/输出函数中支持用户，使得能够替换单个方面。为此，，根据本发明建立不依赖行为模型(121)的包含输入/输出函数的输入/输出模型(111)。通过行为模型
(121)与输入/输出模型(111)之间的该分离，可以明显更方便地使用具有相同输入/输出函数的另一行为模型(121)。同样，可以更方便地使用具有不同输入/输出函数或者不同仿真硬件(140)的行为模型(121)。为了改善根据本发明的工具(110)的灵活性，使用不同的拓扑，例如模型拓扑
(122)、硬件拓扑(148)并且可选的还有外部设备拓扑(132)。这样的拓扑在建立输入/输出模型(111)时用作组件。一个拓扑的所有元件可以在一个或者多个输入/输出模型(111)中被使用。相反这并不意味着一个拓扑的每一元件都必须在一个输入/输出模型(111)中被使用。一个拓扑的元件可以在工具(110)的不同的输入/输出模型(111)中被使用。如果在一个输入/输出模型(111)中使用一个拓扑的一个元件，则在该输入/输出模型(111)中设置该元件的表示。无论是拓扑的元件还是具有其表示的输入/输出模型(111)都可以不同地表现，例如以图形方式或者还使用列表来表现。在一个优选的实施方式中，在一个拓扑中删除一个曾为其在输入/输出模型 (111)中设置了表示(112、113、118)的元件后，对该表示(112、113、118)作标记，使得用户清楚在该位置在输入/输出模型(111)中存在冲突。
此外，在一个优选的实施方式中，在改变拓扑中的元件的至少一个特性时可以自动地改变所属输入/输出模型的相应表示中的相应的特性。下面详细说明外部设备拓扑(132)、模型拓扑(122)和硬件拓扑(148)。外部设备拓扑(13 涉及一个或者多个外部设备(130)。外部设备(130)可以是一特定的类型(例如待测系统、控制设备、外部负载)或者也可以是其他类型的。在外部设备拓扑(13 中特别说明设备接口(133)。这里，外部设备的一个或者多个等同的设备引脚 (153)与其电气特性组成设备接口(133)。对于要用其在输入/输出模型(111)中建模的每一设备接口(13 可以在输/输出模型(111)中建立设备接口表示(113)。外部设备拓扑例如可以在工具(110)中产生或者也可例如从微软Excel 文件格式(XLS文件)导入或者从文件读入。属于输入/输出模型(111)的还有行为模型(121)，其描述要仿真的行为，而输入 /输出模型(111)描述外部设备的引脚上应该产生或者测量什么信号。行为模型(121)可以在外部的建模工具(120)中例如用MathWorks的MATLIB/ Simulink建模。根据本发明，行为模型(121)不包含任何输入/输出功能及对硬件的任何访问。为了对行为模型(121)进行建模，可以使用例如MATLABs Simulink的功能块集和工具箱。在一个这样的行为模型(121)中可以定义该模型的一个或者多个输入/输出量作为模型接口(123)。在一个优选的实施方式中，这些模型接口(123)不依赖于它们所位于其上的建模层面。模型拓扑(12 是数据记录，其包含一个或者多个行为模型(121)的模型接口 (123)。该模型拓扑(122)例如可以在工具(110)内设置，被导入到该工具(110)中，借助于行为模型(121)被产生或者由工具(110)从现有文件读入。如果为了对输入/输出模型
(111)进行建模需要模型接口(123)，则在该输入/输出模型(111)内设置模型接口表示
(112)。通过该接口，无论是行为模型(121)还是输入/输出模型(111)都可被保持为可替换的状态，在这种情况下重要的仅是继续保留该接口或者在发生变化时在相应的另一模型中对相应位置做标记。在输入/输出模型(111)中可以设置一个或者多个输入/输出函数(114)。输入 /输出函数(114)代表例如要测量外部设备(130)引脚(153)上的值的测量函数、应该提供外部设备(130)引脚(153)上的值的信号发生函数、用于电池仿真或者用于电源开关的函数。在工具(110)的一个优选的实施方式中存在一个函数库。它包含不同输入/输出函数的不同的函数类型。为了建立输入/输出模型(111)可以设置某种函数类型的任意多个输入/输出函数(114)。建模的输入/输出函数(114)被实现用于在仿真器(140)、例如HIL模拟器上进行仿真。仿真器(140)为此目的提供适宜的硬件，例如一个或者多个总线卡(143)、一个或者多个信号发生卡(141)、一个或者多个信号测量卡(142)、电源开关(未图示)或者电池仿真控制器(未图示)。从输入/输出模型(111)和行为模型(121)产生程序代码，将其编译并链接，由此产生可以下载到处理器板(149)的实时应用程序，。该实时应用程序可以根据希望的输入/输出函数(114)配置信号发生卡(141)、信号测量卡(142)或总线卡(143)的一个或多个硬件资源(144、145、146)或者还有电源开关或电池仿真。然而为此必须了解根据输入/输出模型(111)应该配置哪些硬件资源(144、145、 146)。为此必须把输入/输出函数(114)映射到一个或者多个硬件资源(144、145、146)上。 为此，工具(110)具有硬件拓扑(148)，以便能够为每一个输入/输出函数(114)设置一个或者多个硬件资源表示(118)，其表现硬件拓扑的相应硬件资源类型(144、145、146)。硬件拓扑(148)包含关于特定硬件系统(140)的信息。这些信息既可以涉及关于硬件系统(140)的元件的结构的信息，也可以涉及关于硬件系统(140)的元件的通信的信息。关于结构的信息是例如在哪个槽中在哪个单元上的哪个卡上可以使用哪一个硬件资源。通信信息涉及例如卡彼此的电气连接以及一个硬件资源与哪一个输入/输出连接器 (154)连接。硬件拓扑(148)可以例如在工具(110)中产生，可以导入或者读入一个已有的硬件拓扑，或者可以自动从连接的硬件扫描硬件拓扑。此外，工具(110)可以计算、显示以及存储关于外部电缆束(150)的信息015)。 该信息(215)包含例如实时硬件的输入/输出连接器(154)应该怎样与外部设备的引脚 (153)物理连接。通过仿真器内的内部电缆束，输入/输出连接器与卡的硬件资源连接。关于外部电缆束(150)的信息015)同样可以说明外部设备、例如控制设备应该怎样与另一外部设备、例如另一控制设备或者外部负载电气连接。关于电缆束(150)的信息015)可以从工具(110)中计算，或者也可以被加载到工具(110)中，以便可以使用输入/输出模型(111)中已经存在的连接。优选地，在输入/输出模型(111)中设备接口表示(113)被映射到输入/输出函数(114)上，输入/输出函数(114)被分配给行为模型(121)的模型接口(123)，并且输入 /输出函数(114)被分配给硬件资源(144、145、146)之后，进行关于外部电缆束(150)的信息015)的计算。b.例子下面说明在一个示范性工具(110)内建立并配置输入/输出模型(111)的一个例子。但是，工具(110)不限于这个实施方式，相反地，其他的实施方式也是可能的。输入/输出模型(111)描述从外部设备(130)的信号到行为模型(121)的模型接口(12 的完整的链条。这样的一个链条可以例如由三部分组成，如图3所示。该三部分的元件在例子中以图形功能块并且在三列中表示。这里，一个功能块要么是设备接口表示 (113)、输入/输出函数(114)的表示，要么是模型接口表示(112)。但是，该部分及其元件的每一种其他的表现(例如使用表格)也是可以的。两个表示、例如设备接口代表(113)和输入/输出函数(114)或者输入/输出函数(114)和模型接口表示(11 之间的分配可以例如通过划图形方式的连接或者也可以例如在表格图中通过拖放(drag-and-drop)进行。一列包括例如在一个输入/输出模型(111)中并且因此在仿真中由一个仿真器 (140)使用的所有的设备接口表示(113)。在一个优选的实施方式中，关于设备接口的层次设置的信息通过框图(33 显示。一个设备接口表示(11 代表一个或者多个外部设备 (130)的同类的引脚(153)并且包含关于该设备的输入和输出信号的细节。这里，外部设备(130)具有类型，并且由此，设备接口(13 及其设备接口表示也具有类型。例如，控制设备类型用于应该在硬件在环仿真(Hardware-in-the-Loop-Simulat ion)中被测试的电子控制设备。与此相对，负载类型用于应该通过仿真器(140)连接在一个控制设备上的外部负载。这样的负载可以是实际负载(例如执行器)或者仅仿真实际负载的电气特性的等效负载。根据其类型，设备接口表示(11 具有不同的特性。借助于这些特性，用户在设置和配置输入/输出函数(114)时可以得到支持。此外，对于每一个设备接口表示(113)，尤其允许进行或切断故障仿真，并且详细说明允许何种故障类型。设备接口表示(11 的这些设置以及可能还有特性可以被传输到输入/输出函数(114)的被分配的表示上。也可以例如指定用于外部负载的接头(153)的负载切断。负载切断意味着在故障仿真期间切断负载，以便保护灵敏的负载。设备接口(133)的其他特性是关于为了什么使用该设备接口(133)的信息，例如引脚是输入引脚(亦即应该在其上产生信号的引脚)还是输出引脚(亦即应该在其上测量值的引脚)还是总线还是参考引脚还是未定义的引脚。例如，可以在设备接口表示(113) 的图形显示中以图形方式不同地表示这些信息。此外，可以在设备接口(13 中指定任意的引脚编号，其在计算关于外部电缆束 (150)的信息015)时被考虑。可以存储设备接口(133)的配置数据，以便在同一工具(110)中的另一输入/输出模型(111)中重新使用它。如果设备接口(133)的特性改变，则该设备接口(133)的表示(113)的特性也改变。为了实现实时模型，在输入/输出模型(111)中设置和配置设备接口表示(113) 不是必需的，但是在一个有利的实施方式中，设备接口表示(113)的配置支持配置过程。输入/输出函数(114)的特性可以通过参数在工具(110)中被配置。设置特性的可用的可能性取决于输入/输出函数(114)的类型和分配给该输入/输出函数(114)的硬件资源的类型。硬件资源类型代表不同的硬件特性，并且可以在不同的卡类型上体现。为此，例如可以首先通过选择输入/输出函数(114)的类型来设置输入/输出函数(114)的特性。例如，可以设定初始值。如果使用初始值，则该值在每次起动所属的可执行程序时被设置。也可以指定是否以及用何值使信号饱和。接着，选择硬件资源类型，通过该类型进一步完善特性。一个取决于硬件资源类型的例子是信号接口的数目。输入/输出函数(114)的特性决定仿真器(140)的行为。该值必须根据待测设备 (130)的待测信号和可用的硬件资源(144、145、146)被指定。为了配置输入/输出模型(111)，可以借助硬件拓扑(148)来选择应该执行输入/ 输出函数(114)的卡(141、142、143)的硬件资源(144、145、146)。对于一个输入/输出函数(114)，可需要多个硬件资源，例如取决于函数类型和最大电流。特别地，可以允许或者解除对硬件资源(144、145)的故障仿真，并且可以指定可能的故障类型。如果选择了信号测量卡(142)的硬件资源(144)，则可以配置用于负载的设置。此外，可以指定外部负载是否连接到信号测量卡(14 的硬件资源(145)。在一个优选的实施方式中，工具(110)可以比较输入/输出函数(114)的设置与设备接口表示(11 的设置，并且如果该输入/输出函数(114)被分配给一个设备接口表示(113)则显示冲突。 模型接口表示(112)代表行为模型(121)的与输入/输出模型(111)的接口。模型接口(123)可以在行为模型中、例如在Simulink中被配置和改变。重要的是，模型拓扑
(122)中包含的模型接口(123)或者模型接口表示(112)与行为模型(121)的模型接口
(123)相容。 如果行为模型(121)被改变为使得模型接口(123)也改变，则在一个优选的实施方式中，模型拓扑(122)可以被同步。在同步时，模型接口(123)的层次结构或者模型接口的特性可以被同步。如果在输入/输出模型(111)中需要模型接口(123)而在模型拓扑中不存在相应的模型接口(123)，则在一个优选的实施方式中可以在输入/输出模型(111)中设置所需的模型接口表示(112)。此外，可以为在输入/输出模型(111)中已设置的所有模型接口表示 (112)在行为模型(121)中生成这些模型接口(123)。为了用同一输入/输出模型(111)测试不同的行为模型(121)，可以用相同的模型接口(12 建立不同的行为模型(121)。为了简化这点，可以把单义的标识分配给模型接口 (123)。由此可以在行为模型(121)中改变模型接口(123)的名字，而不影响在所属输入/ 输出模型(111)中的联接。当把一个模型接口(12 移动到另一个建模层面或者把模型接口(12 及其标识从一个行为模型一起复制到另一个行为模型时，会出现同样的情况。然而，在一个优选的实施方式中，模型接口(12 不是必然地连同其标识被复制，而是用户能够选择他是否希望连同标识一起复制模型接口(123)。c.特别的设计方案在工具(110)中可以实现不同的视野。于是，工具(110)可以包括全局的工作视野，其包括可用拓扑的所有元件。如果要建立带有大量元件的复杂的输入/输出模型 (111)，则可以通过用户定义自己的用户工作视野并且该用户仅添加输入/输出模型的特定元件，把视野限制到一个片段。例如，用户工作视野可以包括属于汽车的某个部分(例如刹车系统)的所有零件。在一个优选的实施方式中，用户可以设置多个用户工作视野，其中输入/输出模型(111)的一个元件可以同时被包含在不同的视野中。在工具(110)的一个特别的设计方案中有项目管理器和平台管理器。该项目管理器使得能够组织所有相关的项目信息，例如配置和特定于应用程序的数据。与包含有关于可用硬件的信息的硬件拓扑不同，平台管理器给出关于连接的并且正在运行的硬件(在线硬件)的详细的信息，例如与被接通的仿真器连接的卡的号码和类型。此外，平台管理器可以显示在线硬件的状态，例如在该硬件上是否有程序在运行或者暂时停止。这些信息在要将实时应用程序下载到在线硬件时特别有用。每一个输入/输出函数(114)可能需要至少一个硬件资源(144、145、146)以执行输入/输出功能。在一个优选的实施方式中，输入/输出函数(114)的执行不与特定的硬件绑定。输入/输出函数(114)可以被分配给适合该功能的任意的硬件资源类型。在一个特别具有优点的扩展实施方式中，用户可以选择应该进行自动分配还是用户希望手动分配硬件资源(144、145、146)。在选择自动分配的情况下，工具(110)可以生成无冲突的分配， 或者如果这不可能则产生相应的通知。此外，可以说明内部负载，并且该说明在输入/输出模型(111)中例如在自动选择
1硬件资源时被考虑。在一个优选的实施方式中，在工具(110)中必须被用户执行的每一个处理也可以自动地借助于用脚本语言(例如Python)编写的脚本来执行。d.产生实时模型以及下载到仿真器当已经实现了行为模型(121)和输入/输出模型(111)时，可以通过工具(110) 基于这两个模型(121、111)的信息产生所谓的构件(Build)。它包含实时应用程序、在产生该构件的时刻的拓扑(148、122和可能的132)以及变量说明文件。变量说明文件包含关于可以测量或者调整哪些变量的信息，并且可以例如由测试和实验工具使用。为了产生可执行程序，为输入/输出模型(111)和行为模型(121)分别产生代码。 用于行为模型的C或者C++代码被称为模型代码。它例如可由Mattworks的Real-Time Workshop产生。包括硬件资源分配和任务配置的用于输入/输出模型(111)的C或者C++ 代码被称为集成代码。它优选地由工具(110)产生。用于产生集成代码的所有选项可以尤其是通过工具(110)的标准值来设置。手动的设置可能性也可以通过工具(110)中的相应的管理器实现。为了产生实时应用程序，可以在工具(110)中例如选择不同的选项。这些选项中的一些可以涉及变量文件的产生，另一些用于优化实时应用程序，还有一些由此涉及其他的服务。这样，例如可以选择一个选项，使得仅产生实时应用程序的一个部分，或者其在其产生后自动被下载到仿真器。同样可能的是，通过实验或者测试软件把实时应用程序加载到仿真器。在一个优选的实施方式中，在下载期间，工具(110)可以检验在产生期间所使用的硬件拓扑是否与要将实时应用程序下载到其上的硬件系统一致。可以显示所有的不相容，并且在特定的情况下提供对话框，通过该对话框可以中断下载。在一个优选的实施方式中，当出现不相容时，工具(110)仍然可以完成构件。例如，在硬件系统中缺少卡时，可以借助于所设置的初始值来模拟输入/输出值。
权利要求
1.一种能够在计算机辅助的情况下实现和/或配置实时应用程序的至少一个输入/输出模型(111)的工具(110)，其特征在于，该输入/输出模型(111)与行为模型(121)分开建模。
2.根据权利要求1所述的工具(110)，其特征在于，所述输入/输出模型(111)或者所述行为模型(121)能灵活地更换或者改变。
3.根据权利要求2所述的工具(110)，其特征在于，通过模型接口(123)使得能够实现所述输入/输出模型(111)与所述行为模型(121)之间的相容性。
4.根据权利要求3所述的工具(110)，其特征在于，在更换输入/输出模型(111)或者行为模型(121)时，所述模型接口(123)保持不变。
5.根据权利要求3所述的工具(110)，其特征在于，标记在更换或者改变输入/输出模型(111)或者行为模型(121)后包含不相容性的模型接口(123)。
6.根据权利要求1到5所述的工具(110)，其特征在于，为了建模和/或配置所述输入 /输出模型(111)，使用拓扑，特别是模型拓扑(122)、硬件拓扑(148)和/或外部设备拓扑 (132)。
7.根据权利要求6所述的工具(110)，其特征在于，一种拓扑的元件能够在不同的输入/输出模型中使用。
8.根据权利要求7所述的工具(110)，其特征在于，在输入/输出模型(111)中使用一种拓扑的元件时，在该输入/输出模型(111)中设置用于所述拓扑的所述元件的表示。
9.根据权利要求8所述的工具(110)，其特征在于，在删除一种拓扑的元件时，在一个或者多个输入/输出模型中标记一个或者多个相应的表示。
10.根据权利要求8所述的工具(110)，其特征在于，在改变一种拓扑的元件的一个或者多个特性时，在一个或者多个输入/输出模型中改变一个或者多个相应的表示的一个或者多个特性。
11.根据权利要求6所述的工具(110)，其特征在于，外部设备拓扑(132)的元件包含关于外部设备、特别是电子控制设备的设备接口(133)的信息。
12.根据权利要求11所述的工具(110)，其特征在于，关于设备接口(133)的信息也包含关于故障仿真的信息。
13.根据权利要求6所述的工具(110)，其特征在于，硬件拓扑(148)的元件包含关于硬件系统(140)的元件的结构和/或通信的信息。
14.一种用于在输入/输出模型(111)中配置至少一个输入/输出函数(114)的工具 (110)，其特征在于，至少一部分配置通过选择该输入/输出函数(114)的类型以及与之相结合的特性进行。
15.根据权利要求14所述的工具(110)，其特征在于，输入/输出函数(114)的另一配置通过选择硬件资源的类型以及与之相结合的特性进行。
16.根据权利要求14所述的工具(110)，其特征在于，在输入/输出函数(114)中能够配置用于故障仿真的故障类型。
17.根据权利要求14所述的工具(110)，其特征在于，在把输入/输出函数(114)分配给外部设备拓扑(13 的元件时，特别是通过元件的表示进行分配时，显示在该输入/输出函数(114)的所配置的特性与外部设备拓扑(132)的元件的特性之间的冲突。
18.根据权利要求14所述的工具(110)，其特征在于，对于一种输入/输出函数(114)， 特别是根据特定参数，可能需要多个硬件资源。
19.根据权利要求14或者18所述的工具(110)，其特征在于，能够通过硬件拓扑(148) 为输入/输出函数(114)分配一个或者多个硬件资源。
20.根据权利要求19所述的工具(110)，其特征在于，能够给输入/输出模型(111)的输入/输出函数自动分配一个或者多个硬件资源。
全文摘要
本公开涉及一种能够在计算机辅助的情况下实现和/或配置实时应用程序的至少一个输入/输出模型(111)的工具(110)，其中该输入/输出模型(111)与行为模型(121)分开建模。本公开的一个实施例解决的一个问题是提供一种用于实现和配置实时应用程序的工具，通过该工具能够灵活地建立实时应用程序，特别是输入/输出函数，特别是能够灵活地和简单地调换和改变实时应用程序的单个部分。根据本公开的一个实施例的一个用途是建立和配置输入/输出函数、与仿真硬件匹配以及建立实时应用程序。
文档编号G06F17/50GK102262695SQ20111018047
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年11月8日
发明者S·科尔 申请人:帝斯贝思数字信号处理和控制工程有限公司