【摘要】：隨著基于模型開發(fā)(MBD,Model-Based Design)設(shè)計方式的逐漸成熟,使用基于模型開發(fā)的方法來進行飛控系統(tǒng)軟件開發(fā)也越來越流行。然而基于模型開發(fā)的飛控系統(tǒng)自動生成的嵌入式產(chǎn)品代碼的運行效率(處理器在環(huán)測試的時間效率)普遍遠(yuǎn)低于手工代碼的運行效率,導(dǎo)致其無法達(dá)到系統(tǒng)的實時性要求,因此如何提高基于模型的飛控系統(tǒng)自動生成代碼的運行效率成為了開發(fā)人員關(guān)注的熱點。本文從該熱點出發(fā),從多個方面對影響自動生成代碼效率的因素進行分析研究,并提取飛控系統(tǒng)通用基礎(chǔ)功能進行優(yōu)化建模組成了飛控基礎(chǔ)模型庫。之后基于該模型庫重新搭建了飛控控制律并進行優(yōu)化,自動生成了代碼,最后將生成的代碼集成到半實物仿真平臺進行閉環(huán)仿真,將其運行效率與手工代碼及優(yōu)化前模型代碼運行效率進行對比,以驗證飛控基礎(chǔ)模型庫及其他優(yōu)化方法對提高飛控系統(tǒng)自動生成代碼運行效率的有效性。研究主要包括以下內(nèi)容。第一,本文首先分析了飛控系統(tǒng)通用基礎(chǔ)功能,給出了飛控基礎(chǔ)模型庫需求分析以及自動生成代碼運行效率優(yōu)化需求分析,接著對整體方案進行了設(shè)計。第二,依照整體方案,本文從模型搭建邏輯優(yōu)化、平臺對代碼運行效率的影響以及模型到代碼實現(xiàn)過程中的優(yōu)化三個方向出發(fā)進行優(yōu)化研究。其中模型搭建邏輯優(yōu)化是從代碼運行效率提升的方式反向歸納模型邏輯搭建方式,同時參考了手工編碼經(jīng)驗進行優(yōu)化;Simulink平臺對代碼運行效率的影響研究分為三個方面:Stateflow編程方式、數(shù)據(jù)類型和平臺生成代碼優(yōu)化配置項;模型到代碼實現(xiàn)過程的優(yōu)化是模型速率轉(zhuǎn)換過程中緩沖區(qū)的優(yōu)化。第三,基于自動生成代碼優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究,設(shè)計并搭建了飛控基礎(chǔ)模型庫,其中包括空間換時間預(yù)處理模塊與其他基礎(chǔ)功能模塊,模型庫搭建完成后進行了仿真和測試。之后基于該庫搭建了飛控系統(tǒng)進行優(yōu)化,并自動生成了代碼。第四,為了驗證飛控基礎(chǔ)模型庫和緩沖區(qū)優(yōu)化及平臺優(yōu)化配置項能夠有效提升模型代碼的運行效率,同時也為了驗證搭建的飛控系統(tǒng)模型代碼是否能滿足實時性要求,本文對模型自動生成的代碼進行了閉環(huán)仿真,從而驗證了飛控基礎(chǔ)模型庫的實時性,解決了基于模型的飛控系統(tǒng)自動生成代碼的運行效率遠(yuǎn)低于手工代碼的問題。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V249.1;TP311.52
【圖文】：

及代碼性能優(yōu)化研究現(xiàn)狀域的逐漸擴大，仿真模型種類不斷增加，在仿對于仿真模型的要求也越來越高，模型的準(zhǔn)確關(guān)鍵因素。然而隨著仿真系統(tǒng)規(guī)模的增加以及用性和可擴展性也逐漸成為重要指標(biāo)。模型的通用性和可擴展性，逐漸產(chǎn)生了各種針周楓[18]基于 Simulink 平臺，針對船舶柴油機模塊化的觀念將系統(tǒng)按功能拆分為子系統(tǒng)并使了仿真模型的仿真速度和精度，但是沒有應(yīng)用慮模型運算優(yōu)化的問題 何義方[19]依照模塊化系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)是按照工作流程以及系統(tǒng)功臺運用面向圖形模塊對象的層次化設(shè)計方法建 整合優(yōu)化模型模塊，建立系統(tǒng)自定義模塊庫仿真需要的可視化界面，也是沒有關(guān)于模型生

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文代碼優(yōu)化配置項除了該研究中的優(yōu)化項之外還包括其他優(yōu)化配置項，并基于優(yōu)化后的模型庫重新搭建飛控系統(tǒng)模型，在模型到代碼的實現(xiàn)過程行程序空間優(yōu)化，所以本文的優(yōu)化效果理論上會優(yōu)于該研究中的效果，所期優(yōu)化目標(biāo)定為不低于 19%，即優(yōu)化后的模型自動生成代碼 WCET 最5ms。 總體方案設(shè)計.1 代碼優(yōu)化方案設(shè)計本文的自動生成代碼運行環(huán)境是 lambdaTool，編譯工具為 GCC，處理werPC。由于飛控系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境各硬件平臺配置基本固定，因此對代碼運行化是在代碼自動生成之前進行的。主要從模型搭建邏輯優(yōu)化、平臺對代碼因素分析以及模型緩沖區(qū)優(yōu)化三個方向出發(fā)進行研究。本文的代碼優(yōu)化研究方案如下圖 2-1：

【參考文獻】

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本文編號：2739255