整数オーバーフローおよびゼロ除算エラーの検出

この例について

以下の節では、sldvdemo_cruise_control_fxp_fixed モデルの整数オーバーフローおよびゼロ除算エラーを解析する方法について説明します。

モデルの解析

モデルを開き、整数オーバーフローおよびゼロ除算エラーがあるかどうかをチェックします。

sldvdemo_cruise_control_fxp_fixed モデルを開きます。
[Design Verifier] タブの [準備] セクションのモード設定のドロップダウンメニューから、[設定] をクリックします。
[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、[Design Verifier] 、 [設計エラー検出] を選択します。
[設計エラー検出] ペインで以下を選択します。
- 整数のオーバーフロー
- ゼロ除算
[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の [診断] 、 [データ有効性] ペインにおいて [信号] 、 [オーバーフロー時にラップ]、[信号] 、 [オーバーフローで飽和]、および [パラメーター] 、 [オーバーフローの検出] の設定を [エラー] にします。
[OK] をクリックしてそれらの設定を保存し、[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を閉じます。
[モード] セクションで、[設計エラー検出] を選択します。
[設計エラー検出] をクリックします。

解析が完了すると、

解析結果に基づいてモデルが強調表示されます。
Simulink^® Design Verifier™ の [結果] ダイアログボックスが開き、解析の概要が表示されます。

モデルの結果のレビュー

以下の手順からわかるように、派生範囲を使用することで取り得る信号値が特定され、エラーの原因把握に役立ちます。

sldvdemo_cruise_control_fxp_fixed モデルの最上位で、Fixed-Point Controller サブシステムをクリックします。
Simulink Design Verifier の [結果] ウィンドウに、解析で計算された Outport の取り得る信号値の派生範囲が表示されます。
- Outport 1 (throt) の値の範囲は –2.6101 ～ 2.6096 です。
- Outport 2 (target) の値の範囲は 0 ～ 255.9960 です。
sldvdemo_cruise_control_fxp_fixed モデルのそれぞれの Outport ブロックをクリックして、信号範囲の値が同じであることを確認します。
Fixed-Point Controller サブシステムを開きます。
このサブシステムの 2 つのオブジェクトがレッドの輪郭で表示されています。PI Controller サブシステムはグリーンの輪郭で表示されています。
レッドの輪郭の Sum ブロックをクリックします。これは PI Controller サブシステムにエラー入力を提供しています。
この Sum ブロックはオーバーフローエラーを生成できます。この解析では、Sum ブロックの出力が [–128..127.9960] の範囲を超える計算結果となり得るテストケースが見つかりました。
このエラーについてより詳細に理解するには、Sum ブロックへの入力を提供する 2 つのブロックをクリックします。Simulink Design Verifier の [結果] ウィンドウに、その派生範囲が表示されます。
- Bus ブロックからの 3 番目の Outport の範囲は、[0..256] です。
- Switch ブロックからの Outport の範囲は、[0..256] です。
これらの信号範囲の加算操作により Sum ブロックの Outport の範囲 [–128..128] を超える値が算出される可能性があることがわかります。
解析により、Sum ブロックのオーバーフローエラーがレポートされます。解析はこのエラーを伝播せず、Sum ブロック出力がその後の計算で有効範囲内になると仮定します。
グリーンの輪郭の PI Controller サブシステムをクリックします。PI Controller サブシステム内のブロックは、オーバーフローまたはゼロ除算エラーを生成できません。PI Controller サブシステムが解析される際に、Sum ブロックからのオーバーフローは無視され、サブシステムへの入力は有効であると仮定されます。

sldvdemo_cruise_control_fxp_fixed モデルは開いたままにしておきます。次の節では、Sum ブロックのオーバーフローエラーを生成するテストケースを確認するためのハーネスモデルを作成します。

ハーネスモデルのレビュー

エラーの実例を示すテストケースを確認するため、Simulink Design Verifier の [結果] ウィンドウからハーネスモデルを生成します。

sldvdemo_cruise_control_fxp_fixed モデル内で、Fixed-Point Controller サブシステムを開きます。
レッドの輪郭の Sum ブロックをクリックします。これにより PI Controller サブシステムにエラー入力が提供されます。
Simulink Design Verifier の [結果] ウィンドウには、オーバーフローエラーが発生したという情報が表示されます。
Simulink Design Verifier の [結果] ウィンドウで、[テストケースを表示] をクリックします。
このオーバーフローエラーの原因となる信号値をもつテストケースを含むハーネスモデルが作成されます。
ハーネスモデルで [Signal Builder] ダイアログボックスが開き、Test Case 2 が表示されます。
[シミュレーションの開始] ボタンをクリックして、このテストケースを含むモデルのシミュレーションを実行します。
シミュレーションは想定されたとおり、Fixed-Point Controller サブシステムの Sum ブロックにおけるオーバーフローエラーにより失敗します。