[發明專利]一種MATLAB的實時仿真方法

有效

• 申請號: 201910539368.8
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110516280B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 陳浩;趙瑞永;黃曉;郭悅;班韜澤
• 申請（專利權）人: 北京靈思創奇科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種MATLAB的實時仿真方法，包括以下步驟：首先，提供一個運行在嵌入式實時操作系統上的腳本執行引擎，用來執行并加載MATLAB語言形式的用戶算法模型腳本；嵌入式實時操作系統運行在嵌入式硬件平臺上；實現用戶算法模型腳本；所述用戶算法模型腳本，是指用戶用MATLAB語言實現的算法模型；包括有三個模塊：分別是初始化模塊Initialize，每個步長的運行模塊Step和結束模塊Finalize；腳本執行引擎先執行初始化模塊Initialize，然后啟動定時器，定時長度為步；定時器的回調里執行運行模塊Step；本發明不用通過代碼生成技術生成C/C++代碼，直接運行在嵌入式硬件平臺上，減少了設計人員的負擔，提高了工作效率。

技術領域

本發明涉及數學軟件MATLAB，具體是一種MATLAB的實時仿真方法。

背景技術

MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件，主要用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算等，在科學研究及工程計算等多個領域得到廣泛的應用。MATLAB提供了一種編程語言MATLAB語言，使用MATLAB語言的交互式環境以及一系列工具。

在基于模型設計的開發流程下，設計人員可以先使用Simulink進行模型仿真。為了驗證模型的實時性和有效性，還可以生成C/C++、PLC等代碼，甚至多種硬件平臺的二進制可執行代碼，實時的運行在實際的PC、MCU、DSP等硬件平臺上，實現模型的實時性和有效性。

設計人員的算法一般都是用MATLAB語言實現的。MATLAB語言是一種腳本解釋性語言，運行的時候通過解釋器一行行解釋并運行，效率和運行速度遠比編譯性語言比如C/C++，Java等低下。而在嵌入式硬件平臺上要想實時仿真或產品化，算法的運行速度必須達到一定要求，必須要在規定時間內完成計算，得到算法結果。目前比較流行的基于模型的設計開發流程剛推出的時候，嵌入式硬件平臺一般硬件配置比較落后，運行速度慢。所以在基于模型的設計開發流程中，設計人員一般都是先在Windows平臺上驗證MATLAB語言實現的算法模型是否能運行，然后通過代碼生成技術轉成高效率、運行速度快的C/C++代碼運行在嵌入式硬件平臺上進行實時仿真或產品化。

MATLAB語言是一種腳本語言，使用方式非常靈活。在程序執行過程中，可以隨意的改變變量的類型和維度大小。這種寫法是不支持生成C/C++代碼的。要想支持生成C/C++代碼，必須修改MATLAB語言的代碼，嚴格限定變量的類型和維度大小。

但是，一方面，很多設計人員只會簡單的使用MATLAB語言，并沒有專業的編程訓練，很難寫出符合規范的代碼；另一方面，很多已有代碼的代碼量非常大，原始的開發人員已找不到或缺少文檔，代碼變成了黑盒子，沒有人有能力了解其中的邏輯，難以重寫。

隨著計算機處理器行業的高速發展，目前主流桌面處理器的性能已經存在過剩的現象。比如2019年英特爾推出的第九代酷睿處理器，采用14nm++制程工藝，單核睿頻可達5GHz。嵌入式硬件平臺運行解釋性腳本語言來進行算法的實時仿真和產品化的可能性也大大提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種MATLAB的實時仿真方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種MATLAB的實時仿真方法，包括以下步驟：S1：首先，提供一個運行在嵌入式實時操作系統上的腳本執行引擎，用來執行并加載MATLAB語言形式的用戶算法模型腳本；嵌入式實時操作系統運行在嵌入式硬件平臺上；

S2：實現用戶算法模型腳本；所述用戶算法模型腳本，是指用戶用MATLAB語言實現的算法模型；包括有三個模塊：分別是初始化模塊Initialize，每個步長的運行模塊Step和結束模塊Finalize；