ターゲット環境とアプリケーション

ターゲット環境について

コードジェネレーターでは、特定のターゲット環境向けの実行可能プログラムのビルドに使用する make ファイルまたはプロジェクトファイルが生成されます。make ファイルまたはプロジェクトファイルの生成はオプションです。必要に応じて、サードパーティの統合開発環境 (IDE) などの既存のターゲットビルド環境を使用して、生成されたソースファイル用の実行可能プログラムをビルドできます。生成コードのアプリケーションには、エクスポートされた C または C++ 関数を開発用コンピューター上でいくつか呼び出すものから、MATLAB^® と Simulink^® を実行している開発用コンピューターとはまったく異なる環境で、カスタムハードウェア用にカスタムのビルドプロセスを使用する完全な実行可能プログラムを生成するものまで、さまざまなものがあります。

コードジェネレーターには、特定のターゲット環境に合ったコードを生成、ビルド、実行する組み込みのシステムターゲットファイルが用意されています。これらのシステムターゲットファイルでは、生成されたコードと対話的にやりとりして、データのログ、パラメーターの調整、および生成コードに対する外部インターフェイスとして Simulink を使用した実験やこれを使用しない実験のために、さまざまなレベルのサポートが提供されます。

ターゲット環境のタイプ

システムターゲットファイルを選択する前に、生成コードを実行するターゲット環境を特定します。以下は、最も一般的なターゲット環境を示します。

ターゲット環境	説明
開発用コンピューター	MATLAB と Simulink を実行するコンピューター。開発用コンピューターは、^a Microsoft^® Windows^® または Linux^® などの非リアルタイムオペレーティングシステムを使用している PC または UNIX^® 環境です^b.非リアルタイム (汎用) オペレーティングシステムは非確定的です。たとえば、そのようなオペレーティングシステムではコードの実行を一時停止してオペレーティングシステムサービスを実行し、サービスの提供後にアプリケーションコードの実行を継続する場合があります。したがって、生成コードの実行可能プログラムは、モデルに指定したサンプルレートより高速または低速で実行される場合があります。
リアルタイムシミュレーター	開発用コンピューターとは別のコンピューターです。リアルタイムシミュレーターは、以下のようなリアルタイムオペレーティングシステム (RTOS) を使用している PC または UNIX 環境になります。 Simulink Real-Time システムリアルタイム Linux システム商用 RTOS を実行している PowerPC™ プロセッサ搭載の Versa Module Eurocard (VME) シャーシ生成コードはリアルタイムで実行されます。実行は、システムハードウェアと RTOS の動作に基づいて変わります。リアルタイムシミュレーターを開発用コンピューターに接続して、データのログ作成、対話的なパラメーターの調整、モンテカルロバッチ実行の調査を行います。
組み込みマイクロプロセッサ	最終的に開発用コンピューターから切断し、エレクトロニクス技術を利用する製品の一部としてスタンドアロンで実行されるコンピューター。組み込みマイクロプロセッサはさまざまであり、通信信号の処理に使用されるハイエンドのデジタル信号プロセッサ (DSP) から、量産品 (数百万台生産される電子部品など) で使用される安価な 8 ビットの固定小数点マイクロコントローラーにまで及びます。組み込みマイクロプロセッサは以下を行えます。フル機能の RTOS の使用基本的な割り込みによる駆動コード生成に付属のレートモノトニックスケジューリングを使用
^a UNIX is a registered trademark of The Open Group in the United States and other countries. ^b Linux is a registered trademark of Linus Torvalds.

ターゲット環境は以下のようにできます。

単一または複数コア CPU を搭載させる
スタンドアロンコンピューターにするか、コンピューターネットワークの一部として通信させる

Simulink モデルの異なる部分を異なるターゲット環境に展開できます。たとえば、モデルのコンポーネント (アルゴリズムまたはコントローラー) 部分を環境 (またはプラント) から切り離すのが一般的です。Simulink を使用したシステム全体 (プラントおよびコントローラー) のモデル化は、多くの場合、閉ループシミュレーションとも呼ばれ、開発の初期段階にコンポーネントを検証できることなど、多くの利点があります。

次の図は、モデル用に生成されたコードのターゲット環境の例を示します。

サポートされるターゲット環境のアプリケーション

この表は、各種ターゲット環境のコンテキストでコード生成技術を適用できる方法を示しています。

アプリケーション	説明
開発用コンピューター
高速化	MATLAB と Simulink 環境のコンテキストでモデルシミュレーションの実行を高速化する手法。アクセラレータシミュレーションは、特に実行時間がコンパイル時間やターゲットが最新かどうかをチェックする時間に比べて長い場合に役に立ちます。
ラピッドシミュレーション	開発用コンピューター上でモデル用に生成されたコードを非リアルタイムで実行しますが、MATLAB および Simulink 環境のコンテキスト外で行います。
共有オブジェクトライブラリ (Embedded Coder)	コンポーネントを大きなシステムに統合します。生成されたソースコードとそれに関連する依存関係を、別の環境または他のコードを動的にリンクできる共有ライブラリ内でのシステム構築用に提供します。
コンテンツを隠すためのモデルの保護	サードパーティベンダーが使用するための保護モデルは、その他の Simulink シミュレーション環境で生成します。
リアルタイムシミュレーター
リアルタイムラピッドプロトタイピング	物理プラントや自動車など、制御対象のシステムハードウェアに接続されているリアルタイムシミュレーター上でコードを生成、展開、および調整します。コンポーネントが物理システムを制御できるかどうかを検証するうえで重要です。
共有オブジェクトライブラリ (Embedded Coder)	コンポーネント用に生成されたソースコードと依存関係を、別の環境でビルドされた大きなシステムに統合します。知的所有権保護のため共有ライブラリファイルの使用が可能です。
ハードウェアインザループ (HIL) シミュレーション	コントローラーなどの物理的ハードウェアを、リアルタイムターゲットコンピューター上の物理コンポーネント (プラント、センサー、アクチュエータ、環境を含む) のバーチャルなリアルタイム実装と組み合わせて、シミュレーションを実行します。HIL シミュレーションは、物理的ハードウェアとコントローラーアルゴリズムのテストおよび検証を、現実的なスティミュラスに対するリアルタイムのコンポーネント応答の影響を含めて行うために使用します。テストでは、HIL シミュレーション結果をシステム要件に対して比較します。検証は、HIL シミュレーション結果をユーザー要件に対して比較します。多くの場合、HIL シミュレーションは、物理的環境のスティミュラスに対するコンポーネント応答による、閉ループのシミュレーションと呼ばれます。
組み込みマイクロプロセッサ
コード生成 (Embedded Coder)	モデルから、速度、メモリ使用量、シンプルさ、また業界標準やガイドラインの準拠の目的に合わせて最適化されたコードを生成します。
ソフトウェアインザループシミュレーション (Embedded Coder)	量産用の生成されたソースコードまたは外部ソースコードをコンパイルし、開発用コンピューター上にあるその他の Simulink モデルとは別のプロセスとしてコードを実行します。目標には、back-to-back テストを使用した SIL の結果とモデルシミュレーション結果の比較、または SIL の結果と要件との比較による、初期ソースコードのテストと検証が含まれます。外部コードの統合、ビット単位で正確な固定小数点演算、カバレッジ解析とともに使われるのが一般的です。
プロセッサインザループシミュレーション (Embedded Coder)	量産用の生成されたソースコードまたは外部ソースコードを開発用コンピューター上でクロスコンパイルしてから、そのオブジェクトコードをダウンロードして、ターゲットプロセッサ上または等価な命令セットシミュレーター上で実行します。目標には、モデルまたは SIL シミュレーション結果に対して PIL シミュレーション結果を比較し、実行時間プロファイリングデータを収集することによる検証が含まれます。外部コードの統合、ビット単位で正確な固定小数点演算、カバレッジ解析とともに使われるのが一般的です。
ハードウェアインザループ (HIL) シミュレーション	コントローラーなどの物理的ハードウェアを、リアルタイムターゲットコンピューター上の物理コンポーネント (プラント、センサー、アクチュエータ、環境を含む) のバーチャルなリアルタイム実装と組み合わせて、シミュレーションを実行します。HIL シミュレーションは、物理的ハードウェアとコントローラーアルゴリズムのテストおよび検証を、現実的なスティミュラスに対するリアルタイムのコンポーネント応答の影響を含めて行うために使用します。テストでは、HIL シミュレーション結果をシステム要件に対して比較します。検証は、HIL シミュレーション結果をユーザー要件に対して比較します。多くの場合、HIL シミュレーションは、物理的環境のスティミュラスに対するコンポーネント応答による、閉ループのシミュレーションと呼ばれます。