SIL シミュレーションの構成と実行

SIL および PIL シミュレーションを実行するには 3 つの方法があります。以下を使用できます。

最上位モデル。
Model ブロック。
サブシステムから作成した SIL ブロックと PIL ブロック。

最上位モデルでのシミュレーション

最上位モデルの SIL または PIL シミュレーションを構成して実行するには、次のようにします。

Simulink^® エディターでモデルを開きます。
[アプリ] タブで、[SIL/PIL マネージャー] をクリックします。
[モード] セクションで、[SIL/PIL シミュレーションのみ] を選択します。
[準備] セクションで、[テスト対象システム] を [最上位モデル] に設定します。
[SIL/PIL モード] フィールドで、[ソフトウェアインザループ (SIL)] または [プロセッサインザループ (PIL)] を選択します。このオプションでは、ERT、GRT、または AUTOSAR システムターゲットファイルのみがサポートされます。構成については、モデルコンフィギュレーションパラメーター: コード生成とAUTOSAR コード生成の構成 (AUTOSAR Blockset)を参照してください。
コンポーネント信号と状態データを監視し、モデルと SIL または PIL シミュレーションの値を比較するには、次のようにします。
1. ログ記録する信号ごとに次を実行します。
  1. Simulink エディターで、信号を選択します。
  2. [SIL/PIL] タブで [信号の監視] をクリックします。ギャラリーから次のオプションを選択します。
    
    選択した信号のログ
    選択した信号をテストポイントにする
    信号のログ
2. 状態データをログに記録するには、[信号の監視] ギャラリーから [状態ログ] を選択します。
3. [言語] コンフィギュレーションパラメーターが [C++] で、[コードインターフェイスのパッケージ化] が [C++ クラス] の場合、コードマッピングエディターで、信号、状態、および内部データモデル要素カテゴリの [データの可視性] を [public] に設定します。
SIL シミュレーションを構成している場合は、移植可能なワードサイズオプションを指定します。その後、SIL モードと PIL モードをシームレスに切り替えることができます。[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスで、[移植可能なワードサイズを有効にする] チェックボックスをオンにします。
必要に応じて、以下を構成します。
[実行] セクションの [終了時間] フィールドにシミュレーション時間を指定します。
[SIL/PIL を実行] をクリックします。
シミュレーションの終了時に、[結果] セクションで [データインスペクター] をクリックしてシミュレーション結果を表示します。

メモ

Windows^® オペレーティングシステムで、Windows ファイアウォールが SIL または PIL のシミュレーションをブロックする可能性があります。自動化されたワークフローの一部として SIL または PIL シミュレーションを実行する予定がある場合は、IT 部門に相談して、シミュレーションが Windows ファイアウォールによってブロックされないようにしてください。

以下は実行できません。

シミュレーションの実行中にモデルを閉じる。シミュレーションを中断するには、コマンドウィンドウで Ctrl+C を押します。
シミュレーション中にモデルを変更する。モデルの動作を変えない限り、ブロックやラインを移動できます。

コマンド sim(model) を使用して、最上位モデルの SIL または PIL シミュレーションを実行できます。ソフトウェアでは、値 'base' に対して sim コマンドオプション SrcWorkspace がサポートされます。

PIL シミュレーションの場合、接続構成によってターゲット環境でコードをコンパイルおよび実行する方法を制御します。

Model ブロックでのシミュレーション

SIL または PIL シミュレーション用に Model ブロックを構成するには、次のようにします。

次のようにモデル (たとえば、SILModelBlock) を開きます。

openExample('ecoder/SILPILVerificationExample', ...
             supportingFile='SILModelBlock.slx')

Model ブロック (たとえば、Counter A) を右クリックします。コンテキストメニューで [ブロックパラメーター (ModelReference)] を選択します。これにより、[Function ブロックパラメーター] ダイアログボックスが開きます。
[シミュレーションモード] ドロップダウンリストで、必要なモード ([ソフトウェアインザループ (SIL)] など) を選択します。
[コードインターフェイス] ドロップダウンリストで、テストするコード ([モデル参照] など) を指定します。
[OK] をクリックします。ソフトウェアでシミュレーションモードがブロックラベルとして表示されます。

[最上位モデル] を選択すると、ソフトウェアでブロックラベル (SIL: Top) が表示されます。
SIL シミュレーションを構成している場合は、移植可能なワードサイズオプションを指定します。その後、SIL モードと PIL モードをシームレスに切り替えることができます。[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスで、[移植可能なワードサイズを有効にする] チェックボックスをオンにします。
[アプリ] タブで、[SIL/PIL マネージャー] をクリックします。
[モード] セクションで、[SIL/PIL シミュレーションのみ] を選択します。
[準備] セクションで、[テスト対象システム] を [SIL/PIL モードの Model ブロック] に設定します。
[最上位モデルのモード] フィールドで、[ノーマル] または [アクセラレータ] を選択します。
必要に応じて、以下を構成します。
- コードカバレッジ.
- 最上位モデルの実行プロファイルを構成することによる、Model ブロックのコード実行プロファイリング。
- コード生成レポートと静的コードメトリクスの作成。
[実行] セクションで、次のようにします。
- [終了時間] フィールドにシミュレーション時間を指定します。
- 最初のビルド後にコードをリビルドすることを回避する場合は、[高速リスタート] をクリックします。複数のシミュレーションでのコード変更の防止を参照してください。
- [SIL/PIL を実行] をクリックします。
シミュレーションの終了時に、[結果] セクションで [データインスペクター] をクリックしてシミュレーション結果を表示します。

メモ

Windows オペレーティングシステムで、Windows ファイアウォールが SIL または PIL のシミュレーションをブロックする可能性があります。自動化されたワークフローの一部として SIL または PIL シミュレーションを実行する予定がある場合は、IT 部門に相談して、シミュレーションが Windows ファイアウォールによってブロックされないようにしてください。

PIL シミュレーションの場合、接続構成によってターゲット環境でコードをコンパイルおよび実行する方法を制御します。

Subsystem ブロックでのシミュレーション

次のいずれかのワークフローを使用できます。

Simulink Test™ ハーネスと SIL/PIL マネージャー — サブシステムを含むモデルがある場合、Simulink Test と SIL/PIL マネージャーを使用して、サブシステムから生成されたコードに対してユニットテストを実行できます。このワークフローは、親モデルから生成されたコードの一部として、生成されたサブシステムコードをテストします。ワークフローの詳細については、SIL/PIL マネージャーを使用したサブシステムのコードのユニットテストを参照してください。
このワークフローがサブシステムをサポートしていない場合は、代わりに SIL または PIL ブロックワークフローを使用してください。
SIL ブロックまたは PIL ブロック — サブシステムから SILブロックまたは PIL ブロックを作成してから、テストベクトルまたはスティミュラス入力を供給する環境またはテストハーネスモデルでブロックを実行します。このワークフローは、サブシステムから新しいスタンドアロンコードを生成してテストします。詳細については、SIL ブロックまたは PIL ブロックのシミュレーションを参照してください。

PIL シミュレーションの場合、接続構成によってターゲット環境でコードをコンパイルおよび実行する方法を制御します。

SIL ブロックまたは PIL ブロックのシミュレーション

サブシステムから SIL ブロックまたは PIL ブロックを作成し、そのブロックを使用して、サブシステムから生成されたコードをテストするには、次のようにします。

[コンフィギュレーションパラメーター] 、 [コード生成] 、 [検証] 、 [詳細設定パラメーター] 、 [ブロックの作成] ドロップダウンリストから、[SIL] または [PIL] を選択します。
必要に応じて、コード実行プロファイリングを構成します。
[OK] をクリックします。
モデルウィンドウで、シミュレーションするサブシステムを右クリックします。
[C/C++ コード] 、 [このサブシステムをビルド] を選択します。これにより、生成されたサブシステムコードに対して SIL ブロックまたは PIL ブロックを作成するサブシステムビルドプロセスが開始されます。
テストベクトルまたはスティミュラス入力を供給する環境またはテストハーネスモデルに、生成されたブロックを追加します。
環境またはテストハーネスモデルを使用してシミュレーションを実行します。

メモ

次のいずれかを実行した場合は、SIL ブロックまたは PIL ブロックを作成できません。

CreateSILPILBlock プロパティを無効にする。
コードカバレッジツールを選択する。

[ブロックの作成] がグレー表示になります。

ハードウェア実行設定の構成

SIL シミュレーションの場合は、ハードウェア実行設定を構成して、開発用コンピューター用に生成されたコードをコンパイルできるようにする必要があります。これらの設定は、実際の製品ハードウェア用にモデルをビルドするときに使用するハードウェア実行設定とは異なる場合があります。次のいずれかの方法を使用します。

方法詳細

移植可能なワードサイズ

方法	詳細
移植可能なワードサイズ	コードを再生成せずに SIL モードと PIL モードを切り替えます。開発用コンピューターでの SIL シミュレーションとターゲットプラットフォームでの量産展開には、同じ生成されたソースコードファイルを使用します。移植可能なワードサイズを使用するようにモデルを構成するには、次のように設定します。 `ProdEqTarget` を `'on'` にします。 `PortableWordSizes` を `'on'` にします。
移植可能なワードサイズを指定してモデルのコードを生成すると、コードジェネレーターは `rtwtypes.h` でデータ型定義を次のように条件付けします。 #ifdef PORTABLE_WORDSIZES /* PORTABLE_WORDSIZES defined / … #else / PORTABLE_WORDSIZES not defined / … #endif / PORTABLE_WORDSIZES */ ターゲットのコードをビルドするために使用するテンプレート makefile には、`PORTABLE_WORDSIZES` 定義が含まれていてはなりません。コードをビルドするためのテンプレート makefile とツールチェーンのアプローチについては、ホストベースのビルドの場合のみコンパイラに `-DPORTABLE_WORDSIZES` が指定されます。コードをビルドするためのテンプレート makefile とツールチェーンのアプローチについては、ツールチェーン (ToolchainInfo) またはテンプレート makefile のビルドプロセスの設定を参照してください。
開発用コンピューターでコンパイルできないコードをターゲットが使用している場合を考えてみましょう。PIL モードから SIL モードに切り替えてモデルをシミュレーションしようとすると、コンパイルエラーが発生します。この問題を回避するには、ビルド情報オブジェクト `RTW.BuildInfo` の `SkipForSil` グループにソースコードファイルを追加します。ホストプラットフォーム上の SIL ビルドは、`SkipForSil` グループに存在するソースファイルをコンパイルしません。ソースコードファイルをビルド情報オブジェクトのグループに追加する方法については、以下を参照してください。の`addSourceFiles` のコード生成後のビルドプロセスのカスタマイズ
次のいずれかの条件下では、SIL シミュレーションで実行される生成コードと製品ハードウェアで実行される生成コードとの間で数値結果が異なる場合があります。 TLC で実装されたブロックがモデルに含まれていて、式内の C 汎整数拡張が MATLAB^® ホストと製品ハードウェアターゲットの間で異なる動作をする可能性がある。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。製品ハードウェアで符号付き整数の除算に対して `[負方向]` への丸めが実装され、モデル内の除算では丸めモード `[正方向]`、`[負方向]`、`[最も簡潔]`、または `[ゼロ方向]` が使用される。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。製品ハードウェアのバイト順が `[ビッグエンディアン]` である。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。たとえば、生成されたコードがバイト順に依存していて、"かつ" 生成された量産コードが、その動作がノーマルシミュレーションの動作と一致することを目的として実装される場合があります。 Stateflow^® 製品でカスタムコードを使用する。この場合、型変換ステートメントはカスタムコードに挿入されず、ホスト上でターゲットオーバーフロー動作が必要になる可能性があります。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。
ハードウェアをテストする	この方法は、移植可能なワードサイズの制限を回避する場合にのみ使用してください。以下のように設定します。 `PortableWordSizes` を `'off'` にします。 `ProdEqTarget` を `'off'` にします。 `TargetHWDeviceType` を `'Custom Processor->MATLAB Host Processor'` にします。
製品ハードウェア	この方法は、製品ハードウェアの設定が開発用コンピューターのアーキテクチャと一致する場合にのみ使用してください。以下のように設定します。 `PortableWordSizes` を `'off'` にします。 `ProdEqTarget` を `'on'` にします。 `ProdHWDeviceType` が開発用コンピューターのアーキテクチャに一致するようにします。

コードを再生成せずに SIL モードと PIL モードを切り替えます。開発用コンピューターでの SIL シミュレーションとターゲットプラットフォームでの量産展開には、同じ生成されたソースコードファイルを使用します。

移植可能なワードサイズを使用するようにモデルを構成するには、次のように設定します。

ProdEqTarget を 'on' にします。
PortableWordSizes を 'on' にします。

移植可能なワードサイズを指定してモデルのコードを生成すると、コードジェネレーターは rtwtypes.h でデータ型定義を次のように条件付けします。

#ifdef PORTABLE_WORDSIZES           /* PORTABLE_WORDSIZES defined */

…

#else                               /* PORTABLE_WORDSIZES not defined */

…

#endif                              /* PORTABLE_WORDSIZES */

ターゲットのコードをビルドするために使用するテンプレート makefile には、PORTABLE_WORDSIZES 定義が含まれていてはなりません。

コードをビルドするためのテンプレート makefile とツールチェーンのアプローチについては、ホストベースのビルドの場合のみコンパイラに -DPORTABLE_WORDSIZES が指定されます。

コードをビルドするためのテンプレート makefile とツールチェーンのアプローチについては、ツールチェーン (ToolchainInfo) またはテンプレート makefile のビルドプロセスの設定を参照してください。

開発用コンピューターでコンパイルできないコードをターゲットが使用している場合を考えてみましょう。PIL モードから SIL モードに切り替えてモデルをシミュレーションしようとすると、コンパイルエラーが発生します。この問題を回避するには、ビルド情報オブジェクト RTW.BuildInfo の SkipForSil グループにソースコードファイルを追加します。ホストプラットフォーム上の SIL ビルドは、SkipForSil グループに存在するソースファイルをコンパイルしません。ソースコードファイルをビルド情報オブジェクトのグループに追加する方法については、以下を参照してください。

次のいずれかの条件下では、SIL シミュレーションで実行される生成コードと製品ハードウェアで実行される生成コードとの間で数値結果が異なる場合があります。

TLC で実装されたブロックがモデルに含まれていて、式内の C 汎整数拡張が MATLAB^® ホストと製品ハードウェアターゲットの間で異なる動作をする可能性がある。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。
製品ハードウェアで符号付き整数の除算に対して [負方向] への丸めが実装され、モデル内の除算では丸めモード [正方向]、[負方向]、[最も簡潔]、または [ゼロ方向] が使用される。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。
製品ハードウェアのバイト順が [ビッグエンディアン] である。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。たとえば、生成されたコードがバイト順に依存していて、"かつ" 生成された量産コードが、その動作がノーマルシミュレーションの動作と一致することを目的として実装される場合があります。
Stateflow^® 製品でカスタムコードを使用する。この場合、型変換ステートメントはカスタムコードに挿入されず、ホスト上でターゲットオーバーフロー動作が必要になる可能性があります。ノーマルシミュレーション結果と PIL シミュレーション結果は一致しますが、SIL シミュレーション結果は異なる場合があります。

ハードウェアをテストする

この方法は、移植可能なワードサイズの制限を回避する場合にのみ使用してください。

以下のように設定します。

PortableWordSizes を 'off' にします。
ProdEqTarget を 'off' にします。
TargetHWDeviceType を 'Custom Processor->MATLAB Host Processor' にします。

製品ハードウェア

この方法は、製品ハードウェアの設定が開発用コンピューターのアーキテクチャと一致する場合にのみ使用してください。

以下のように設定します。

PortableWordSizes を 'off' にします。
ProdEqTarget を 'on' にします。
ProdHWDeviceType が開発用コンピューターのアーキテクチャに一致するようにします。

テストと製品のターゲットの詳細については、のランタイム環境オプションの構成を参照してください。

コンポーネントの信号のログ

SIL および PIL コンポーネントの出力は、観測および他のシミュレーションモードの出力との比較に使用できます。内部信号を調べる場合は、最上位モデルまたは Model ブロックの SIL または PIL の内部信号のログを有効にすることができます。信号のログでは、以下が可能です。

SIL/PIL シミュレーション中に信号ログの出力を収集する (たとえば、logsout)。
SIL/PIL コンポーネントの内部信号とルートレベル出力をログに記録する。
Simulink 信号ログセレクターを使用して SIL/PIL 信号ログ設定を管理する。
シミュレーションデータインスペクターを使用して以下を行う:
- ノーマルシミュレーション、SIL シミュレーション、および PIL シミュレーション中にストリーミングされた信号を観測する。
- ノーマルシミュレーション、SIL シミュレーション、および PIL シミュレーションでログに記録された信号を比較する。

SIL または PIL シミュレーション中に、MATLAB ワークスペースへの信号のログおよびシミュレーションデータインスペクターへの信号のストリーミングを有効にするには、次のようにします。

監視する信号ごとに次のようにします。
1. Simulink エディターで、信号を選択します。
2. [SIL/PIL] タブで [信号の監視] をクリックします。ギャラリーから次のオプションを選択します。
  - 選択した信号のログ
  - 選択した信号をテストポイントにする
  - 信号のログ
[言語] コンフィギュレーションパラメーターが [C++] で、[コードインターフェイスのパッケージ化] が [C++ クラス] の場合、コードマッピングエディターで、信号、状態、および内部データモデル要素カテゴリの [データの可視性] を [public] に設定します。

次のように他の方法を使用して、SIL または PIL コンポーネントの内部信号を調べることができます。

信号を手動で最上位レベルにルーティングする。
次のようにグローバルデータストアを使用して内部信号にアクセスする。
1. コンポーネント内で、Data Store Write ブロックを必要な信号に接続する。
2. コンポーネントの外側で、Data Store Read ブロックを使用して信号値にアクセスする。
MAT ファイルのログを使用する。次の点に注意してください。
- MAT ファイルのログでは、信号のログはサポートされません。信号のログが有効になっている場合、logsout が生成されますが、MAT ファイルには保存されません。
- PIL の場合、ターゲット環境で MAT ファイルのログがサポートされている必要があります。

詳細については、以下を参照してください。

複数のシミュレーションでのコード変更の防止

以下を使用して複数の SIL または PIL シミュレーションを実行する場合は、Model ブロックの SIL/PIL または高速リスタートを使用する SIL/PIL ブロックを使用します。

さまざまなテストベクトル (パラメーターセットと入力データ)。
変更されない生成コード (つまり、最初のビルド後にどのシミュレーションでもコードの再生成やリビルドが行われない)。たとえば、初期値の変更によってトリガーされる可能性のあるインクリメンタルなコード生成を回避する場合などです。

Model ブロックの SIL/PIL の場合は、次のいずれかの方法を使用することもできます。

テストハーネスモデルの [コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスで、[リビルド] を [行わない] に設定する。Model ブロックの [コードインターフェイス] パラメーターが [モデル参照] の場合、参照モデルコードはリビルドされません。([コードインターフェイス] パラメーターが [最上位モデル] の場合、[リビルド] 設定は無視されます。)
保護モデルを作成し、ソースコードまたはバイナリコードを生成する。次に、保護モデルをテストハーネスモデルに挿入する。この方法を使用すると、最上位モデルコード (スタンドアロンコードインターフェイスを使用) またはモデル参照コードを検証できます。

Model ブロックの SIL/PIL を実行する代替方法については、次の表に初期ビルド後のコード生成動作がまとめられています。

SIL および PIL アプローチ		初期ビルド後のコード生成動作
Model ブロック	テストハーネスモデルの [リビルド] コンフィギュレーションパラメーターを `[行わない]` に設定。	初期ビルドのコンポーネント (アルゴリズム) コードは再生成されません。コンポーネントコードの makefile は呼び出されません。初期ビルドの SIL/PIL アプリケーションファイルは再生成されません。 SIL/PIL アプリケーションの makefile は呼び出されます。
Model ブロック (保護モデル)	保護モデルのソースコード。	機能 2 を除いて同じ動作が観測されます。この場合、コンポーネントコードの makefile は実行されます。コンポーネントコードが再コンパイルおよびリンクされて、新しいオブジェクトコードが生成されます。
Model ブロック (保護モデル)	保護モデルのバイナリコード。	機能 1 ～ 4 が観測されます。

詳細については、以下を参照してください。

テストの高速化

モデルに SIL/PIL ブロックまたは SIL/PIL モードの Model ブロックがある場合、以下によって SIL/PIL テストを高速化できます。

最上位モデルのシミュレーションをアクセラレータモードで実行する。このモードにより、SIL モードまたは PIL モードではないモデルコンポーネントのシミュレーションが高速化されます。
高速リスタートをオンにする。最初のシミュレーションの後、モデルを再コンパイルせずにパラメーターを調整し、シミュレーションを再実行できます。SIL/PIL マネージャーには、[高速リスタート] ボタンが用意されています。

メモ

SIL シミュレーションモードおよび PIL シミュレーションモードは、モデルのシミュレーション時間を短縮するように設計されていません。モデルのシミュレーションを高速化する場合は、ラピッドアクセラレータモードを使用します。詳細については、アクセラレーションとはを参照してください。

関数呼び出しでのシミュレーション

以下を行う場合は、Simulink Function ブロックを使用します。

外部コード (ドライバーやレガシコードなど) の関数呼び出しを行うコードを生成する。
ノーマルシミュレーション、SIL シミュレーション、または PIL シミュレーションで外部コードのように動作するサブシステムを提供する。

AUTOSAR NVRAM Manager サービスの呼び出しの構成 (AUTOSAR Blockset)の例は、AUTOSAR ソフトウェアコンポーネントからの基本ソフトウェア (BSW) NVRAM Manager (NvM) サービスインターフェイスに対するクライアント呼び出しを構成する方法を示しています。シミュレーションでは、Simulink は、Simulink Function および事前構成された Function Caller ブロックを介して BSW NvM 呼び出しを実装します。最終的なシステムでは、関数呼び出しスタブを、AUTOSAR ランタイム環境 (RTE) で実行される外部 BSW 関数コードにリンクします。

詳細については、Simulink Function ブロックとコードの生成を参照してください。