1 從零新建一個(gè)MBDT工程

• 按鍵中斷 ：檢測(cè)S32K144 EVB上的按鍵SW2，每按下一次，紅色LED燈切換一次亮滅狀態(tài)；
• 周期中斷 ：每0.5秒（2 Hz）進(jìn)入一次周期中斷服務(wù)函數(shù)，切換綠色LED燈亮滅狀態(tài)，綠色LED燈會(huì)亮滅交替閃爍。

從零開始創(chuàng)建MBDT工程可以分為七個(gè)步驟：

**1. **將S32K144 EVB連接到電腦上，注意檢查OpenSDA端口號(hào)和磁盤中S32K144 EVB盤號(hào)；

**2. **選擇合適的位置作為MATLAB的工作空間，新建Simulink模型，并命名保存；

**3. **在模型中添加必要模塊，包括MBD_S32K1xx_Config_Information、Digital_Input_ISR、Periodic_Interrupt_Timer和兩個(gè)Function-Call Subsystem，如下圖：

添加模塊到新建工程中 - From autoMBD

**4. **配置模塊的參數(shù)，各個(gè)模塊的配置可以參照以下截圖（未給出截圖的地方保持默認(rèn)即可）：

MBD_S32K1xx_Config_Information配置1 - From autoMBD

MBD_S32K1xx_Config_Information配置2 - From autoMBD

Periodic_Interrupt_Timer配置 - From autoMBD

Digital_Input_ISR配置 - From autoMBD

**5. **構(gòu)建中斷中執(zhí)行的功能，本示例執(zhí)行的功能較為簡(jiǎn)單，僅控制燈的亮滅。具體的模型如下（兩個(gè)模型實(shí)際上是一樣的，只不過(guò)輸出的引腳不一樣）：

周期中斷的中斷函數(shù)模型 - From autoMBD

按鍵中斷的中斷函數(shù)模型 - From autoMBD

**6. **選擇固定步長(zhǎng)，配置工程的步長(zhǎng)為0.001 s，設(shè)置求解器為離散求解器。工程的步長(zhǎng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置，但也要考慮模型的運(yùn)算量。如果運(yùn)算量大，在設(shè)置的步長(zhǎng)內(nèi)不能完成計(jì)算，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。

工程求解器配置 - From autoMBD

**7. **至此MBDT的工程已經(jīng)完成，可以生成代碼了。在“C CODE”標(biāo)簽中點(diǎn)擊“Build”（快捷鍵ctr + B），Simulink編譯后會(huì)將代碼自動(dòng)下載到S32K144 EVB中，并運(yùn)行起來(lái)。一切正常的話，下載后可以看到綠色LED燈在不斷閃爍，按壓SW2按鍵，可以控制紅色LED燈的亮滅。

從零開始新建一個(gè)MBDT工程的基本步驟就是這樣的了。

使用模型來(lái)構(gòu)建自己的函數(shù)，最常用到的是Simulink中的 Stateflow ，它可以高效的產(chǎn)生和控制各種信號(hào)（Signal）、事件（Event）和狀態(tài)（State）。后期會(huì)專門針對(duì)Stateflow開一期，歡迎關(guān)注。

2 使用S32DS下載生成的代碼

可能有讀者會(huì)疑惑，為什么需要使用S32DS下載生成的代碼，Simulink不是已經(jīng)下載好了嗎？原因我總結(jié)有以下三點(diǎn)：

• 最重要的一點(diǎn)是 ，底層驅(qū)動(dòng)并不適合通過(guò)模型的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，最高效的還是使用S32DS來(lái)配置底層。一般建議將算法部分和底層驅(qū)動(dòng)分開，這樣的話需要有一個(gè)集成的過(guò)程，這就避免不了使用S32DS；
• 使用S32DS進(jìn)行debug更加高效和便捷，功能也更加強(qiáng)大；
• 通過(guò)S32DS還可以對(duì)生成的代碼進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展一些其它庫(kù)或者技術(shù)棧。

從我目前了解到的，一個(gè)完整的基于MBD的開發(fā)，還很難擺脫對(duì)IDE的依賴，所以這里給出使用S32DS下載生成的代碼的示例。同樣給出一個(gè)視頻教程時(shí)長(zhǎng)約4 min 44 s。

使用S32DS下載生成的代碼，一共有6個(gè)步驟：

**1. **打開S32DS，新建一個(gè)空白工程，并刪去main.c文件。注意新建工程時(shí)不要選擇SDK，因?yàn)樯傻拇a中已經(jīng)包含了SDK，其他保持默認(rèn)即可。

*新建S32DS工程（不選擇SDK） * - From autoMBD

但如果你在 模型中使用了AMMCLIB的相關(guān)模塊 ，可以在新建的時(shí)候添加相應(yīng)的AMMCLIB庫(kù)：

*添加AMMCLIB工具 * - From autoMBD

當(dāng)然也可以通過(guò)添加庫(kù)的方式添加AMMCLIB，添加庫(kù)的方法是：選中工程，右鍵選擇“Properties”，找到Paths and Symbols中的Library Paths和Libraries，添加S32K14x_AMMCLIB.a文件和路徑即可（其他擴(kuò)展庫(kù)也是這樣的方法添加）：

*添加AMMCLIB工具 * - From autoMBD

需要注意的是路徑和庫(kù)文件的格式，以我自己安裝的AMMCLIB1.1.24為例，格式如下：

• 庫(kù)文件為 英文的冒號(hào)＋文件名 ，不包含路徑

*添加庫(kù)文件 * - From autoMBD

• 庫(kù)路徑為 路徑所在目錄 ，不包含庫(kù)文件

*添加庫(kù)路徑 * - From autoMBD

視頻展示的例程沒有使用到AMMCLIB庫(kù)，所以沒有上述過(guò)程。

**2. **將Simulink生成的代碼復(fù)制到S32DS工程中去，生成的代碼在Simulink工作空間一個(gè)標(biāo)題為 “工程名”+“_mbd_rtw” 的文件夾中。生成的代碼源文件有：

• common文件夾內(nèi)所有文件
• inc文件夾內(nèi)所有文件
• S32K144文件夾內(nèi)所有文件
• src文件夾內(nèi)所有文件
• 目錄內(nèi)所有***.c和.h文件***

將上述所有源文件復(fù)制到新建的工程中去：

*復(fù)制生成的代碼到S32DS工程中 * - From autoMBD

**3. **下一步，添加編譯路徑。需要添加的具體路徑如下：

• ${ProjDirPath}/src
• ${ProjDirPath}/src/common
• ${ProjDirPath}/src/inc
• ${ProjDirPath}/src/S32K144/include
• ${ProjDirPath}/src/src/clock/S32K1xx
• ${ProjDirPath}/src/src/power/S32K1xx

值得注意的是， 如添加了庫(kù)，那么庫(kù)的include文件也需要包含到路徑中 。還是以AMMCLIB1.1.24為例，庫(kù)的包含路徑為：

• C:NXPAMMCLIBS32K14x_AMMCLIB_v1.1.24include

同樣視頻中也沒有這個(gè)步驟。添加庫(kù)的方法是：選中工程，右鍵選擇“Properties”，找到Paths and Symbols中的“Includes”，依次添加上述路徑即可。如下圖所示：

*添加必要的編譯路徑 * - From autoMBD

**4. **將startup.c、system_S32K144.c從編譯路徑中移除，因?yàn)檫@些文件和新建的S32DS工程有重復(fù)，編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)。從編譯路徑移除的方法是：選中要移除編譯路徑的文件，右鍵選中Buidl path -> Remove from -> Debug_FLASH。

移除編譯路徑的文件并沒有被刪除，但不會(huì)被編譯，同時(shí)文件會(huì)變成灰色。如下圖所示：

*移除編譯路徑的文件 * - From autoMBD

5. 至此生成的代碼已經(jīng)成功導(dǎo)入到S32DS中了，可以點(diǎn)擊編譯查看是否有錯(cuò)誤。

*編譯S32DS工程 * - From autoMBD

**6. **點(diǎn)擊Debug蟲，開始下載代碼

下載S32DS工程* * - From autoMBD

下載成功后，即可開始Debug，下圖方框中的按鈕分別是：運(yùn)行、暫停、終止、斷開連接、步入、步進(jìn)、步出。

*S32DS Debug調(diào)試 * - From autoMBD

通過(guò)S32DS下載的代碼，功能和Simulink下載的是完全一樣的。

3 基于MBDT實(shí)現(xiàn)PIL測(cè)試

通過(guò)MBDT，實(shí)現(xiàn)PIL（Processor In the Loop）是比較簡(jiǎn)單的。

PIL的基本原理是，Simulink在下載代碼的同時(shí)，會(huì)在代碼中包含一段通信協(xié)議。該通信協(xié)議可以接受Simulink發(fā)送的指令，并傳輸代碼運(yùn)算的結(jié)果到Simulink。

在Simulink的每一個(gè)步長(zhǎng)中，Simulink會(huì)將輸入信號(hào)發(fā)送到MCU，MCU計(jì)算好后，再將結(jié)果傳回Simulink，周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)PIL測(cè)試。一般采用的是串口通信方式，本示例中使用的是UART通訊。

**Tips：**該通信協(xié)議被稱為rtiostream，是Simulink開發(fā)的，有興趣的可以去了解一下。

這里要提一下，在MCU的應(yīng)用中，是沒必要做SIL（Software In the Loop）的，因?yàn)镾IL是在電腦上跑（跑的是exe文件），而實(shí)際代碼是在MCU中跑。這樣的SIL測(cè)試結(jié)果沒什么意義。MCU的應(yīng)用中，一般只需要執(zhí)行PIL和HIL。

開展PIL測(cè)試需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)工程：Model工程是被測(cè)工程，會(huì)生成代碼，并下載到MCU中運(yùn)行；Top工程是上位機(jī)工程，用于產(chǎn)生Model工程的輸入信號(hào)，并與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

本示例中對(duì) AMMCLIB中的Sin函數(shù)進(jìn)行PIL測(cè)試 ，測(cè)試其在MCU中的運(yùn)行效果。開展PIL測(cè)試一共分為了四個(gè)步驟：

**1. **首先將S32K144 EVB連接到電腦上，并為MATLAB選擇合適的工作空間。前文已經(jīng)提到過(guò)，這里不再贅述。

**2. **創(chuàng)建Model工程。Model工程比較簡(jiǎn)單，可按以下步驟進(jìn)行創(chuàng)建：

• 添加MBD_S32K1xx_Config_Information模塊，并配置參數(shù)；
• 添加GFLIB_Sin_FLT、輸入和輸出模塊；
• 配置工程步長(zhǎng)為0.001 s。

創(chuàng)建的Model工程如下圖所示：

*PIL測(cè)試的Model工程 * - From autoMBD

**3. **創(chuàng)建Top工程。可按以下步驟創(chuàng)建：

• 添加Model模塊，并關(guān)聯(lián)到需要測(cè)試的model工程；
• 添加對(duì)照模塊，斜坡輸入（斜率π，初始值-2π）作為輸入信號(hào)；
• 配置工程步長(zhǎng)為0.001 s。

值得注意的是，PIL的輸入信號(hào)要轉(zhuǎn)換為單精度數(shù)，因?yàn)镸CU處理的是單精度數(shù)據(jù)。創(chuàng)建的Top工程如下：

*PIL測(cè)試的Top工程 * - From autoMBD

**4. **至此PIL測(cè)試的模型搭建已經(jīng)完成了。將仿真總時(shí)長(zhǎng)設(shè)為6 s，點(diǎn)擊Run即可開始PIL測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中的現(xiàn)象可查看上面的視頻，這里給出一個(gè)測(cè)試結(jié)果的圖：

*PIL測(cè)試的結(jié)果 * - From autoMBD

由于斜坡輸入的斜率為π，初始值-2π，總仿真時(shí)長(zhǎng)為6π，那么測(cè)試的輸入信號(hào)范圍是-2π到4π。從上圖可以看到，-2π到2π之間的曲線是吻合得較好的，當(dāng)輸入信號(hào)大于2π時(shí)，MCU的Sin函數(shù)計(jì)算結(jié)果開始出現(xiàn)失真。

查看AMMCLIB的手冊(cè)說(shuō)明，找到GFLIB_Sin_FLT的說(shuō)明

*GFLIB_Sin_FLT的說(shuō)明 * - From AMMCLIB手冊(cè)

可以看到這里要求的輸入范圍是-π到π。一般對(duì)于MCU來(lái)說(shuō)，算力非常緊張，所以這種非線性的數(shù)學(xué)函數(shù)會(huì)有特殊的要求，如果不滿足就會(huì)出現(xiàn)失真，結(jié)果不正確。所以我們?cè)谑褂眠@類函數(shù)的時(shí)候一定要注意使用要求，從而保證最佳的性能。