Dspace--Canoe--Stateflow三种软件的比较及所用领域分析

Dspace Canoe Stateflow三种软件的比较20年前，dSPACE开启了实时控制系统的先河，吸引了全球无数的眼光，今天的dSPACE已经成为开发和测试机械控制系统工程的市场领导者。dSPACE(digital SignalProcessing And Control Engineering)实时仿真系统是由德国dSPACE公司开发的一套基于MAT-LAB/Simulink的辅助系统开发及半实物仿真的软硬件工作平台，实现了和MATLAB/Simulink/RTW的完全无缝连接，使得控制器的仿真模型和算法能够通过dSPACE应用于伺服控制器的开发。1.1 dSPACE的功能特点dSPACE实时系统由两部分组成，一是硬件系统，二是软件环境。Dspace的软件环境主要由两大部分组成，一部分是实时代码的生成和下载软件RTI(Real一TimenIetarfec)，它是连接dSAPCE实时系统与Matlab/simulink纽带，通过对RTW(Real一TimeWorkshop)进行扩展，可以实现从simulnik模型到dSAPCE实时硬件代码的自动下载。另一部分为测试软件，其中包含了综合实验与测试环境(软件)ControlDesk、自动试验及参数调整软件MUB/MTRACE、PC与实时处理器通信软件CUB以及实时动画软件RealMotion等。硬件系统主要分两大类:一是把处理器和I/O集成到一个板子上，形成一个完整的实时仿真系统的单板系统;二是将实时处理器和用户接口完全分开，以实现处理器能力和I/O能力的自由扩展，处理器和I/O之间通信由PHS(PeriPheral High一Speed Bus)总线实现的标准组件系统。dSAPCE实时仿真系统具有许多其它仿真系统具有的无法比拟的优点:dSAPCE组合性很强、dSAPCE的过渡性和易于掌握和使用、对产品实时控制器的支持性强、快速性好、性能价格比高、实时性好、可靠性高、灵活性强。1.2 dSPACE应用领域基于以上优点，dSAPCE已广泛应用于航空航天、发动机、机器人及工业控制领域。汽车工业：电控单元软件开发完整解决方案；航空航天工业：航空航天领域控制系统开发的高效解决方案；商用汽车产业：电子控制单元完整的解决方案（ECU）的软件开发；电力传动：用于开发和测试的电力驱动的电子控制单元（ECU）全面解决；研究与教育：工业领域控制开发的高端科技；其他领域：医疗，机器人、驱动等其他领域。1.3 dSPACE出产公司及国内代理商总部：德国dSPACE公司国内代理： 公司名称地址电话传真网址上海dSPACE实时有限公司上海代表处上海金龙海欣大厦13A02163917666021 639174445www.dspace.asia北京中国恒润科技有限责任公司北京创业大厦2座8层朝阳区安翔北里11号01064840606010648482592 CANoe软件德国Vector Informatik公司推出的CANoe等一系列软硬件工具，被应用在CAN总线系统的设计、建模、仿真、开发、测试及验证当中，为客户提供了强大且完整的CAN总线网络开发仿真分析解决方案，不仅在全球各汽车整车厂及零部件厂中广泛使用，而且在恒润科技的技术支持下，中国汽车客户也都普遍采用Vector的总线解决方案。2.1 CANoe功能特点由于其开放式架构，CANoe能够解决复杂的任务，并适用于特殊的应用。CANoe为整个分布式网络的仿真和分析，提供了基于图像和基于文本的建模和评估窗口（evaluation windows）。针对监控和控制任务，以及生产装配过程，创建直观的用户控制平台。还集成了用于测试的“Test Feature Set”和用于诊断的“Diagnostic Feature Set”。CANoe提供针对生产周期中所有阶段的专业功能。包括模型创建、仿真、功能测试，诊断和分析。2.2 CANoe应用领域CANoe可以通过Vector的CAN总线接口硬件，实现虚拟总线与真实物理总线的连接。使用CANoe可以进行总线应用系统以全部虚拟节点为基础的全数字仿真，可以进行物理节点与虚拟节点相结合的半实物仿真，也可以使用CANoe对真实物理总线的通信进行实时监控。CANoe被广泛应用于分析、仿真和测试分布式、嵌入式系统设计，其主要应用领域：Design设计；Simulation仿真；Analysis分析；Test测试；Diagnostics诊断等。（1） 通信设计/模型创建一个新的工程项目的首要任务就是要在数据库中定义信息库并在CANoe中创建模型。（2） 通信确认在整个系统中，必须支持功能分布，功能测试以及系统集成时的系统响应。（3） 残余总线（Remaining Bus）仿真/功能测试残余总线仿真给供应商提供一个理想的测试环境，可针对整个系统或有效的ECU（电控单元）和模块，进行集成测试。另外，用户可以在osCAN Library的帮助下直接运行控制器代码。（4） 测试CANoe支持通过“Test Feature Set”专用功能对ECU和网络进行测试。利用这些工具可以通过测试验证每个开发步骤，检查原型，或者进行回归和一致性测试。另外，测试服务库（Test Service Library）中的检查和激励功能可以方便的测试和实现用户自己的测试环节。在测试设置（Test Setup）窗口中可以看见已创建的系统。所有改变测试设置参数的选项都可以在该窗口中进行。在一个CANoe配置中可以调用多个测试设置。一个测试设置包含测试模块（Test Modules），发生器（Generator）和回放（Replay）模块。（5） 诊断CANoe可以分析KWP2000通讯。诊断控制台（Diagnostics Console）“Diagnostic Feature Set”的一部分可以在CANdela-Studio的诊断描述文件的基础上提供对诊断服务的交互式访问功能。诊断需求可以选择，参数化，并在它们相关的响应中显示。Fault Memory Console提供了快速而简便的访问ECU故障存储区域的功能。因此，所有的参数都可以以符号方式显示。（6） 分布式开发/集成相互独立且并行的网络节点开发可以由多个供应商（并行工程）来共同完成。系统可以通过使用不同硬件和软件接口的方法来进行扩展。对于系统或单个ECU的分析评估Vector提供丰富的分析功能。（7） CANoe RealtimeCANoe Realtime使CANoe可以分布运行在2台PC上，其中一台PC提供了用户接口和分析窗口，另一台运行仿真和测试功能。两台PC通过以太网相互连接。CANoe Realtime可以满足更高的时间精度需求。（8） 可选项及协议包含的选项和协议有：LIN、MOST、FlexRay、TTCan、CANopen、J1939、NMEA2000、ISO11783和osCAN库。（9） 可编程能力用户可编程就意味着用户可以按自己的要求对CANoe/DENoe的功能进行扩展。在数据流程图的任意节点里都可以插入模块模型，并且可以编写用户自己的程序来实现功能。CAPL就是用来实现可编程能力的编程语言，它是面向应用的类C语言。并且包含了交互式的开发环境，在这个环境下，用户能容易的创建、修改、编译CAPL的程序。（10） 网络节点模型和面板网络节点模型以CAPL程序模块形式添加到仿真结构中去。通过使用CAPL生成器可以自动的或者手动的从数据库创建网络节点。面板编辑器以及面板生成器支持用户针对网络节点模型创建图形化的用户控制和显示面板。2.3 CANoe出产商和国内代理总部：德国Vector Informatik公司国内代理：公司名称地址电话传真网址上海北京德易行科技有限公司表处北京市朝阳区松榆北路5号搂金利大厦505室13A0106730586501067325367北京中国恒润科技有限责任公司北京创业大厦2座8层朝阳区安翔北里11号01064840606010648482593 Stateflow软件Stateflow是和Simulink一起用于对事件驱动型动态系统分析的交互式仿真设计工具。Stateflow使用易读，易懂，自然的描述形式元素， 并与MATLAB-Simulink紧密集成，为包含控制，优先级管理的嵌入式系统和模式逻辑的分析和设计提供了有效的工作环境。Stateflow Chart采用图形建模方式构建层次化的、可并行的状态及状态之间由事件驱动的逻辑转移关系。StateFlow在传统状态图的基础上进行扩展，引入流程图、Embedded MATLAB函数、图形函数、真值表、临时运算符、直接事件广播并支持集成用户自编C代码的特性。StateFlow状态图模型通过StateFlow Coder（需另外购置）可以自动生成为C代码。3.1 Stateflow的功能特点（1） 状态（state）和跃迁（transition）构成了 Stateflow 状态图的基本框架。 其中状态用方框表示，每个状态可以包括 entry、during、exit 和 on event_name 四种行为（action），分别实现进入该状态时，处于该状态期间、离开该状态和期间发生某事件时相应的动作。跃迁用连线表示，表明状态迁移的路径；（2） 支持对象层次、并行状态和历史纪录，可以实现复杂系统的分层、并行仿真，并依靠历史纪录选择跃迁的目的状态；（3） 使用时间运算符 before，after，at，every 方便实现跃迁行为和状态行为的时间逻辑；（4） 采用 Stateflow 框图建立监控逻辑，结合 Simulink 中的条件执行子系统功能；（5） 有选择性地激活或禁止子系统，扩展了 Simulink 动态仿真环境。3.2 Stateflow的应用领域Stateflow为嵌入式系统的设计提供了一流的解决方案，包含复杂的逻辑管理。它加入了图形化建模和动态仿真把系统概况和设计结合的更紧密。Stateflow是基于一个传统的状态转移图和控制流程图的结合体。 Stateflow charts能够图形化的表示层次和并行状态和事件驱动的转移。 Stateflow比传统的状态图又新增了控制流图、图形函数、时间操作、直接事件广播和模型对现有代码的支持。通过 Stateflow，可以很快的开发出含有状态转换的事件驱动系统的图示模型，而不需要你掌握有限元状态机原理。也可