本刊記者 王 偉

MathWorks公司首席研究員Jim Tung

目前，嵌入式技術(shù)日益成熟并越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化、醫(yī)療監(jiān)測、通信、汽車電子、生活娛樂等各個(gè)領(lǐng)域。迄今為止，只要我們目之能及，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)“無處不在”、“無所不能”。嵌入式技術(shù)在中國有著巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌鲂枨?，中國嵌入式市場朝氣蓬勃，發(fā)展形勢如火如荼。

作為全球科學(xué)計(jì)算和基于模型設(shè)計(jì)的軟件供應(yīng)商的領(lǐng)導(dǎo)者，Math-Works所提出的基于模型的設(shè)計(jì)理念，是用于開發(fā)控制、信號處理、圖像處理、通信、機(jī)電和其他嵌入式系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)高效的方法。不但可提高產(chǎn)品質(zhì)量，還可以將開發(fā)時(shí)間縮短50%甚至更多。

MathWorks公司首席研究員Jim Tung分析：“嵌入式系統(tǒng)的日益復(fù)雜化為設(shè)計(jì)工程師提出越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的基于硬件的先測試后修改的模式比較落后，不益于產(chǎn)品的開發(fā)。而基于模型的設(shè)計(jì)流程，通過在早期設(shè)計(jì)階段使用模型，工程師們可以創(chuàng)建可執(zhí)行的規(guī)范設(shè)計(jì)，并立即驗(yàn)證和檢驗(yàn)這些規(guī)范。同時(shí)還可以加速項(xiàng)目在開發(fā)流程的各個(gè)階段調(diào)試和分析的轉(zhuǎn)換?！?/p>

基于模型的設(shè)計(jì)流程在設(shè)計(jì)、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)和測試與驗(yàn)證三個(gè)階段都具有明顯的優(yōu)勢。首先，在設(shè)計(jì)部分，開發(fā)過程中軟件工程師可以對模型進(jìn)行需求追蹤和測試，將產(chǎn)品的缺點(diǎn)暴露在產(chǎn)品開發(fā)的初期，節(jié)約了仿真時(shí)間和成本。而產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)階段，自動代碼生成工具不僅縮短了開發(fā)周期，同時(shí)避免了人為引入的錯(cuò)誤。測試與驗(yàn)證則貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)者可以在初期的需求階段就開展測試，及早地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并進(jìn)行修改，從而加速測試流程。

正是由于基于模型的設(shè)計(jì)流程具有如此卓越的特性，從而在工業(yè)界得以廣泛應(yīng)用，覆蓋了航空航天、汽車、通信和機(jī)器人設(shè)計(jì)等熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。

“針對汽車的設(shè)計(jì)開發(fā)，我們推出了一系列的工具，幫助開發(fā)者完成發(fā)動機(jī)的控制、變速箱的控制、操穩(wěn)性等相關(guān)設(shè)計(jì)。而對于當(dāng)下新興的混合動力汽車HEV、燃料電池等清潔能源型的汽車，我們公司的產(chǎn)品也應(yīng)用的很廣泛?！盝im Tung表示，“混合動力電動HEV已成為汽車行業(yè)的重要趨勢。然而，相比于傳統(tǒng)的汽油車，HEV的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，要求在多個(gè)工程領(lǐng)域之間進(jìn)行協(xié)作和優(yōu)化。而且HEV相比傳統(tǒng)的汽油車引入了大量的新部件和新技術(shù)，為開發(fā)過程增加了不少難度。最重要的是，無論是系統(tǒng)架構(gòu)的復(fù)雜性還是獨(dú)有器件的特性都沒有任何信息可以參考?！?/p>

除了固有的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，在HEV的構(gòu)建中還會遇到開發(fā)流程復(fù)雜度問題。各種組件的高度耦合要求不同的工程團(tuán)隊(duì)彼此協(xié)作并共享各自的設(shè)計(jì)。這會帶來多領(lǐng)域設(shè)計(jì)的復(fù)雜度問題?；谀Ｐ偷脑O(shè)計(jì)方法解決并改進(jìn)與這些流程相關(guān)的眾多不足。核心理念是，從需求捕獲和設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)和測試，開發(fā)流程都以系統(tǒng)模型為中心。該系統(tǒng)模型是可執(zhí)行的設(shè)計(jì)文檔，可在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中將仿真作為關(guān)鍵的校驗(yàn)和驗(yàn)證步驟對其進(jìn)行細(xì)化。此外，在光伏太陽能和風(fēng)能等新能源領(lǐng)域，Math-Works也取得了非常優(yōu)異的成果。

不僅如此，Jim Tung還表示，在發(fā)展工程教育方面，MathWorks也是不遺余力，致力于為全球的工程教育提供支持。不久之前，MathWorks開展了“學(xué)院版的授權(quán)合作”項(xiàng)目，目前已經(jīng)與吉林大學(xué)簽訂協(xié)議，并將在北京、天津等地的高校中繼續(xù)選擇合作伙伴。