有關(guān)基于模型的設(shè)計(jì)mbd一些概念和理解(編輯修改稿)
2025-07-21 18:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 苦口婆心的給他們介紹模型驗(yàn)證的重要性，在他們那邊，卻總有各種各樣的借口去省略模型驗(yàn)證環(huán)節(jié)，“項(xiàng)目時(shí)間太緊，模型來(lái)不及測(cè)”，“我們知道規(guī)范的開(kāi)發(fā)流程，但是現(xiàn)在人手不夠”。當(dāng)然，這類用戶經(jīng)常在這樣折騰了一段時(shí)間之后，還是要回到模型測(cè)試上來(lái)，他們最終會(huì)發(fā)現(xiàn)，在HIL設(shè)備上測(cè)試算法，實(shí)在太難，當(dāng)然，也有堅(jiān)持的，堅(jiān)持的結(jié)果就是他們所謂的基于模型的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)效率比傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式高不了多少。其實(shí)，這個(gè)問(wèn)題我們可以這么去看，模型階段的測(cè)試，我們是可以分模塊進(jìn)行的，而HIL上測(cè)試，基本上是集成之后的軟件。比如，一個(gè)軟件有10個(gè)模塊，在HIL設(shè)備上，你很難分離出每個(gè)模塊的bug，而如果是按模塊做單元測(cè)試，則就是針對(duì)的一個(gè)具體的模塊。打一個(gè)不算恰當(dāng)?shù)谋确?，我們都知道一塊2克拉的鉆石，價(jià)格肯定不是一塊1克拉鉆石的兩倍。類似的，如果每個(gè)軟件模塊有2個(gè)bug，那么你從集成好的軟件里去消除這20個(gè)bug，耗費(fèi)的精力肯定不是從每個(gè)單元模塊里去消除bug所耗精力的總和。說(shuō)白了，早期驗(yàn)證是非常重要的，很多軟件工程的教材里都有相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說(shuō)明早期驗(yàn)證的重要性，對(duì)應(yīng)到基于模型的開(kāi)發(fā)過(guò)程，能在模型級(jí)別做的驗(yàn)證，一定不要拖到后續(xù)的環(huán)節(jié)中。中國(guó)有句老話，“心急吃不了熱豆腐”，“項(xiàng)目時(shí)間緊”或者“人手不夠”不能成為我們忽略模型測(cè)試的借口。繼續(xù)說(shuō)一下MBD開(kāi)發(fā)過(guò)程中都有哪些驗(yàn)證工作要做。模型出來(lái)并且可以編譯之后，首先要做建模標(biāo)準(zhǔn)檢查，這個(gè)過(guò)程使用工具（比如MathWorks公司的Simulink Verification amp。 Validation提供的model advisor）自動(dòng)化的完成，檢查過(guò)后，修改模型中不符合公司建模規(guī)則的項(xiàng)目。接下來(lái)，就可以進(jìn)行模型評(píng)審了，也就是說(shuō)，評(píng)審的模型有兩個(gè)前提，一是可以編譯的，二是符合公司建模規(guī)則的。這兩個(gè)前提可以幫助我們消除模型中的一些低級(jí)錯(cuò)誤，避免在評(píng)審過(guò)程中有太多的時(shí)間花費(fèi)在這些錯(cuò)誤上。因?yàn)樵u(píng)審是建模的工程師和其他同事共同參與的活動(dòng)，做到上述兩個(gè)前提，也是對(duì)其他同事工作時(shí)間的一種尊重。評(píng)審之后，建模的工程師會(huì)修改評(píng)審中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，問(wèn)題多的話，一般會(huì)要求修改之后再進(jìn)行“再評(píng)審”，直到在評(píng)審中不會(huì)發(fā)現(xiàn)大量問(wèn)題。接下來(lái)，我們可以使用Simulink Design Verifier進(jìn)行模型的結(jié)構(gòu)分析，借助于Simulink Design Verifier自動(dòng)生成測(cè)試用例的功能，去檢查結(jié)構(gòu)上是否存在問(wèn)題，比如是否有不合理的邏輯設(shè)計(jì)，是否有運(yùn)行不到的分支等。再往后，就可以進(jìn)行模型單元級(jí)別的功能測(cè)試了。軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)單元測(cè)試的要求是很高的，一般會(huì)根據(jù)應(yīng)用的安全性、可靠性要求，給出測(cè)試的覆蓋率要求。這個(gè)過(guò)程中工作量最大的應(yīng)該是測(cè)試用例設(shè)計(jì)以及測(cè)試向量的生成。測(cè)試用例設(shè)計(jì)，我們一般會(huì)根據(jù)需求去設(shè)計(jì)測(cè)試用例，當(dāng)然，也會(huì)結(jié)合模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)試用例，這樣說(shuō)來(lái)，這里的測(cè)試，已經(jīng)包含了黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試。有了測(cè)試用例，如何把測(cè)試用例轉(zhuǎn)換為測(cè)試向量，這也是非常重要的環(huán)節(jié)。我們知道，在MBD開(kāi)發(fā)過(guò)程中，代碼都可以自動(dòng)生成，其他環(huán)節(jié)，我們要努力做到自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。我們可以使用MATLAB腳本開(kāi)發(fā)一些轉(zhuǎn)換工具用于將測(cè)試用例轉(zhuǎn)換為測(cè)試向量，我們還可以通過(guò)腳本實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程的自動(dòng)化。測(cè)試的指標(biāo)，即測(cè)試覆蓋率是否達(dá)到公司的要求或者行業(yè)的要求。單元級(jí)別的功能測(cè)試完成之后，我們自然會(huì)進(jìn)行集成測(cè)試，當(dāng)然，集成測(cè)試是分階段、有步驟的，我們可以先把一些單元模塊集成為組件級(jí)，進(jìn)行組件級(jí)的集成測(cè)試，然后再將組件集成為系統(tǒng)級(jí)，進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。集成測(cè)試和單元測(cè)試關(guān)注的內(nèi)容不同，集成測(cè)試，我們更關(guān)注于單元模塊之間的借口關(guān)系、調(diào)用關(guān)系等等，所以，單元測(cè)試中要求的判定覆蓋率、MCDC覆蓋率等，在集成測(cè)試中沒(méi)有這樣的要求。條件允許的情況下，集成測(cè)試之前或者之后，可以通過(guò)快速原型的方式和實(shí)物相連，進(jìn)行測(cè)試。集成測(cè)試通過(guò)之后，我們基本上可以認(rèn)為模型或者說(shuō)算法是正確的了。接下來(lái)，我們就可以進(jìn)行代碼生成了。
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