サポートされていないブロックのブロック置換

この例では、Simulink® Design Verifier™ の関数を使用して、サポートされていないブロックを置換する方法と、特定の要件に対してテストベクトルの生成をカスタマイズする方法について説明します。

サポートされていないブロックを含むモデル

モデル例には、出力が Sqrt ブロックで制御される Switch ブロックが含まれます。それぞれのスイッチについて、1-D Lookup Table ブロックによりモデルの出力が計算されます。このモデルの例では、以下を達成させるテストケースを生成することを目的とします。

1.ルックアップテーブルの 100% カバレッジが達成される。

2.最初と 3 番目の入力端子の値が異なる場合、テストベクトルがそれぞれの Switch ブロックの位置を示す。

open_system('sldvdemo_sqrt_blockrep');

モデルの互換性のチェック

関数 sqrt はサポートされていないので、このモデルの Simulink Design Verifier との互換性は部分的です。

sldvcompat('sldvdemo_sqrt_blockrep');

01-Feb-2025 14:59:09
Checking compatibility for test generation: model 'sldvdemo_sqrt_blockrep'
Compiling model...done
Building model representation...done

01-Feb-2025 14:59:13

'sldvdemo_sqrt_blockrep' is compatible for test generation with Simulink Design Verifier.

非互換性を回避するカスタムブロック置換ルールの作成

このモデルは、サポートされていない Sqrt ブロックを自動的にスタブすることにより、テスト生成の解析が可能です。しかし Sqrt ブロックは Simulink Design Verifier に認識されない上、その出力が Switch ブロックに影響するため、Switch ブロックの位置に対するテストケースを生成できません。Switch ブロック用のテストケースを必要とすることから、Sqrt ブロックを、機能的に同等なサポートされているブロックに置き換える必要があります。以下に示すライブラリブロック sldvdemo_custom_blockreplib は、入力信号を [0 10000] の範囲に制約し、1-D Lookup Table ブロックを使用して関数 sqrt を近似します。

テーブルデータは、[0 10000] の範囲において最大誤差 0.2 で sqrt の値と一致するように計算されています。ルックアップテーブルデータの値については、sldvdemo_custom_blockreplib ライブラリの Sqrt_Approx ブロックのマスク初期化ペインを参照してください。

置換ルールは、MATLAB ファイル sldvdemo_custom_blkrep_rule_sqrt.m で定義されます。Sqrt ブロックの置換ブロック sldvdemo_custom_blockreplib は double 型と single 型でのみ有効であるため、このルールにより、ブロック置換を行う前にそれらの条件が確実に満たされます。

   function rule = sldvdemo_custom_blkrep_rule_sqrt

       rule = SldvBlockReplacement.blockreprule;
       rule.fileName = mfilename;

       rule.blockType = 'Sqrt';

       rule.replacementPath = sprintf('sldvdemo_custom_blockreplib/Sqrt_Approx');

       rule.replacementMode = 'Normal';

       parameter.OutMin = '$original.OutMin$';
       parameter.OutMax = '$original.OutMax$';
       parameter.OutDataTypeStr = '$original.OutDataTypeStr$';
       rule.parameterMap = parameter;

       rule.isReplaceableCallBack = @replacementTestFunction;

end

   function out = replacementTestFunction(blockH)

       out = false;
       acceptedOutDataTypeStr = {'double','single',...
                         'Inherit: Inherit via back propagation',...
                         'Inherit: Same as input'};
       I = strmatch(get_param(blockH,'OutDataTypeStr'),acceptedOutDataTypeStr,'exact');
       if ~isempty(I)

           portDataTypes = get_param(blockH,'CompiledPortDataTypes');

           out = any(strcmp(portDataTypes.Inport,{'double','single'})) &&  ...
                 strcmp(portDataTypes.Inport,portDataTypes.Outport);
       end
   end

open_system('sldvdemo_custom_blockreplib');
open_system('sldvdemo_custom_blockreplib/Sqrt_Approx/1-D Lookup Table');

Simulink® Design Verifier™ のブロック置換オプションの設定

ブロック置換を有効にしたテスト生成モードで Simulink Design Verifier を実行します。Switch ブロックの位置に対するテストケースを生成するには、カスタム置換ルール sldvdemo_custom_blkrep_rule_sqrt.m を使用しなければなりません。

ルックアップテーブルもカバーしようとする場合は、組み込みブロックの置換 blkrep_rule_lookup_normal.m が必要です。これは区間ごとにテストオブジェクティブと 1-D Lookup Table ブロックへのブレークポイント値を挿入します。さらに、組み込みルール blkrep_rule_switch_normal.m も必要です。これは、最初と 3 番目の入力端子の値が異なる場合、それぞれのスイッチの位置に使われる必要があります。

解析は最大 30 秒間実行され、ハーネスモデルが生成されます。レポート生成も有効になります。その他の Simulink Design Verifier オプションは既定値に設定されます。

opts = sldvoptions;
opts.Mode = 'TestGeneration';
opts.MaxProcessTime = 80;
opts.BlockReplacement = 'on';
opts.BlockReplacementRulesList = ['sldvdemo_custom_blkrep_rule_sqrt.m,' ...
                                  'blkrep_rule_lookup_normal.m,'...
                                  'blkrep_rule_switch_normal.m'];
opts.SaveHarnessModel = 'on';
opts.ModelReferenceHarness = 'on';
opts.SaveReport = 'on';

ブロック置換によるテスト生成の実行

関数 sldvrun は、sldvoptions オブジェクト opts で定義された設定を使用してモデルを解析します。生成されたレポートには、モデル上で実行されたブロック置換についてまとめられた章があります。次のようにして、カバレッジツールの警告をオフにします。

warning('off','Simulink:blocks:WarnTuningWhenCoverage')
[status,fileNames] = sldvrun('sldvdemo_sqrt_blockrep', opts, true);

ハーネスモデルのテストの実行

ルックアップテーブルカバレッジのメトリクスを有効にしてから、ハーネスモデルを使用してテストケースを実行します。テストスイートは、[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログからルックアップテーブルカバレッジを有効にしてから、[信号エディター] ダイアログボックスの [すべて実行] ボタンをクリックして実行することもできます。[カバレッジ] タブで、[カバレッジ解析を有効にする] を選択し、[カバレッジメトリクス]、[その他のメトリクス]、[ルックアップテーブル] を選択します。

次に示されるカバレッジレポートは、Simulink Design Verifier が生成したテストベクトルで 100% のルックアップテーブルカバレッジを達成できることを示しています。

[harnessModelPath,harnessModel] = fileparts(fileNames.HarnessModel);
set_param(harnessModel,'covMetricSettings','dcmte');
sldvdemo_playall(harnessModel);

クリーンアップ

すべてのモデルを閉じて Simulink Design Verifier が生成したファイルを削除し、例を完了します。

close_system('sldvdemo_custom_blockreplib');
close_system(fileNames.HarnessModel,0);
close_system(fileNames.BlockReplacementModel,0);
close_system('sldvdemo_sqrt_blockrep',0);
delete(fileNames.HarnessModel);
delete(fileNames.BlockReplacementModel);
delete(fileNames.DataFile);