Валидация и верификация для разработки системы

Подходом к проверке и проверке разработки системы является V-модель.

V-модель для разработки систем

V-модель является представлением разработки системы, которое подчеркивает шаги верификации и валидации в процессе разработки системы. Левая сторона «V» определяет шаги, которые приводят к генерации кода, включая спецификацию системы и детальную разработку ПО. Правая сторона V фокусируется на верификации и валидации шагов, упомянутых в левой части, включая программное и системное интегрирование.

В зависимости от вашего приложения и его роли в процессе, вы можете сосредоточиться на одном или нескольких шагах, вызываемых в V-модели, или повторить шаги на нескольких этапах V-модели. Технология генерации кода и связанные с ней продукты обеспечивают инструменты, которую можно применять к V-модели для разработки. Для получения дополнительной информации о том, как можно применить MathWorks^® технология генерации кода и соответствующие продукты для процесса V-модели, см.:

Типы симуляции и прототипирования в V-модели

Используйте V-модель для разработки системы для различных типов симуляции и прототипирования, таких как быстрое моделирование, системная симуляция, быстрое прототипирование и быстрое прототипирование на целевом компьютере. В этой таблице сравниваются типы симуляции и прототипирования, идентифицированные в левой части схемы V-модели, показанной в V-модели для разработки системы.

	Симуляция	Быстрая симуляция	Системная симуляция, быстрое прототипирование	Быстрое прототипирование на целевом компьютере
Цель	Тестируйте и подтверждайте функциональность концепции модели	Уточните, протестируйте и проверьте функциональность концепции модели за нереальное время	Тестируйте новые идеи и исследования	Уточнение и калибровка проекта в процессе разработки
Оборудование выполнения	Компьютер разработчика	Компьютер разработчика Независимый исполняемый файл запускается вне MATLAB^® и Simulink^® окружения	ПК или оборудование nontarget	Встраиваемый вычислительный модуль (ECU) или оборудование ближнего производства
Эффективность кода и задержка ввода-вывода	Не применяется	Не применяется	Меньше внимания к эффективности кода и задержке ввода-вывода	Больше внимания уделяется эффективности кода и задержкам ввода-вывода
Простота использования и стоимость	Может симулировать компонент (алгоритм или контроллер) и окружение (или объект) Режим normal mode симуляция в Simulink позволяет вам получить доступ, отображение и настроить данные во время верификации Можно ускорить симуляции Simulink	Легкий для того чтобы симулировать модели гибридных динамических систем, которые включают компоненты и модели окружения Идеально подходит для пакетных симуляций или симуляций Монте-Карло Можно повторить симуляции с различными наборами данных, в интерактивном или программном режиме с помощью скриптов, не перестраивая модель Может соединиться с Simulink, чтобы контролировать сигналы и настраивать параметры	Может потребоваться пользовательские симуляторы в реальном времени и оборудование Может быть сделано с недорогим оборудованием готового ПК и платами ввода-вывода	Может использовать существующее оборудование для меньших затрат и большего удобства

Типы проверки в контуре в V-модели

В этой таблице сравниваются типы тестирования в цикле для верификации, идентифицированные на правой стороне схемы V-модели, показанной в V-модели для разработки системы.

	SIL симуляция	PIL симуляция на встраиваемом оборудовании	PIL симуляция на Симулятор процессора	Программно-аппаратная симуляция
Цель	Проверьте исходный код компонента	Проверьте объектный код компонента	Проверьте объектный код компонента	Проверьте функциональность системы
Точность и точность	Две опции: Тот же исходный код, что и целевой, но может иметь числовые различия Изменяет исходный код, чтобы эмулировать размеры слов, но бит точен для математики с фиксированной точкой	Тот же объектный код Бит, точный для математики с фиксированной точкой Цикл точен, потому что код запускается на оборудовании	Тот же объектный код Бит, точный для математики с фиксированной точкой Возможно, цикл не точен	Тот же исполняемый код Бит, точный для математики с фиксированной точкой Точный цикл Используйте реальные и эмулированные системы ввода-вывода
Платформы выполнения	Компьютер разработчика	Целевой компьютер	Компьютер разработчика	Целевой компьютер
Простота использования и стоимость	Удобство рабочего стола Выполняется только в Simulink Снижает оборудование затраты	Выполняется на рабочем столе или испытательном стенде Использует оборудование - технологическую плату и кабели	Удобство рабочего стола Выполняется на компьютере разработчика с Simulink и интегрированной средой разработки (IDE) Снижает оборудование затраты	Выполняется на испытательном стенде или в лаборатории Использует оборудование - процессор, встроенный вычислительный модуль (ECU), устройства ввода-вывода и кабели
Возможности в реальном времени	Не в реальном времени	Не в реальном времени (между выборками)	Не в реальном времени (между выборками)	Жесткое реальное время

Сводные данные целей генерации кода

В этих таблицах перечислены цели, которые могут быть у вас, когда вы применяете технологию генерации кода, и где можно найти рекомендации по достижению этих целей.

Можно открыть и запустить примеры, связанные ниже, и сгенерировать код.

Документирование и валидация требований

Цели	Сопутствующая информация о продукте	Примеры
Сбор требований в документе, электронной таблице, основе данных или инструменте управления требованиями	Simulink Report Generator Инструменты сторонних поставщиков, такие как Microsoft^® Word, Microsoft Excel^®, необработанный HTML или IBM^® Рациональный^® ДВЕРИ^®
Связать документы требований с объектами в моделях концепции Сгенерируйте отчет о требованиях, связанных с моделью	Requirements Management Interface (Simulink Requirements) Двунаправленная трассировка в Microsoft Word, Microsoft Excel, HTML и IBM RATIONAL DOORS	`slvnvdemo_fuelsys_docreq`
Включите ссылки требований в сгенерированный код	Просмотр и ведение ссылок на требования ( Simulink Requirements)	`rtwdemo_requirements`
Проследите элементы модели и подсистемы к сгенерированному коду и наоборот	Отслеживание кода	`rtwdemo_hyperlinks`
Проверьте, доработайте и протестируйте модель концепции в нереальном времени на компьютере разработчика	Архитектура модели и проекта Архитектура модели и проекта Симуляция Ускорение	Система управления составом топливно-воздушной смеси с диаграммами Stateflow
Запуск автономных быстрых симуляций Запустите симуляции пакета или Монте-Карло Повторите симуляции с различными наборами данных, в интерактивном режиме или программно со скриптами, не перестраивая модель Настройки параметров и мониторинг сигналов в интерактивном режиме Симулируйте модели для гибридных динамических систем, которые включают компоненты и окружение или объект, который требует решателей с переменным шагом и обнаружения пересечения нулем	Ускорение, уточнение и тестирование гибридной динамической системы на Хост-компьютер при помощи целевого файла системы RSim Симуляции режима external mode для настройки параметров и контроля сигналов	Выполняйте быстрые симуляции в области значений значений параметров Выполняйте пакетные симуляции без перекомпиляции сгенерированного кода Используйте MAT-файлы для передачи данных на входные блоки для быстрых симуляций
Распределите запуски симуляции между несколькими компьютерами	Simulink Test MATLAB Parallel Server Parallel Computing Toolbox

Разработка спецификаций системы

Цели	Сопутствующая информация о продукте	Примеры
Создайте проект программных продуктов для алгоритмов, которые вы разрабатываете в коде MATLAB для обзоров и архивирования	MATLAB Report Generator
Создайте программные продукты проекта из Simulink и Stateflow^® модели для обзоров и архивирования	Разработка системы описание ( Simulink Report Generator)	Сгенерируйте отчет генерации кода
Добавьте один или несколько компонентов в другое окружение для системной симуляции Уточните модель компонента Уточните интегрированную системную модель Проверьте функциональность модели за нереальное время Протестируйте модель концепции	Развертывание модели алгоритма для быстрого прототипирования в реальном времени
Планируйте сгенерированный код	Абсолютные и истекшие временные Расчеты Основанное на времени планирование и генерация кода Асинхронные события	Основанные на времени примеры планирования
Задайте контуры функции системы	Подсистемы	`rtwdemo_atomic` `rtwdemo_ssreuse` `rtwdemo_filepart` `rtwdemo_exporting_functions`
Задайте компоненты и контуры для проекта и инкрементальной генерации кода	Основанное на компонентах моделирование Основанное на компонентах моделирование	`rtwdemo_mdlreftop`
Задайте функциональные интерфейсы, чтобы внешнее программное обеспечение могло компилировать, создавать и активировать сгенерированный код	Данные и функциональные Строения C	`rtwdemo_configinterface` `rtwdemo_configdefaults` `rtwdemo_fcnprotoctrl` `rtwdemo_cppclass`
Управление упаковкой данных в сгенерированный код для интеграции и упаковки данных	Данные и функциональные Строения C	`rtwdemo_ssreuse` `rtwdemo_mdlreftop` `rtwdemo_configinterface`
Сгенерируйте и управляйте форматом комментариев и идентификаторов в сгенерированном коде	Сконфигурируйте комментарии кода Конструкция сгенерированных идентификаторов	`rtwdemo_comments` `rtwdemo_symbols`
Создайте zip-файл, который содержит сгенерированные файлы кода, статические файлы и зависимые данные, чтобы создать сгенерированный код в окружении, отличной от вашего хоста-компьютера	Перемещение кода в другую среду разработки	`rtwdemo_buildinfo`
Экспортируйте модели для валидации в симуляторе системы с помощью общих библиотек	Упаковать сгенерированный код как общие библиотеки	`rtwdemo_shrlib`
Уточните проекты модели компонента и окружения путем быстрой итерации между проектированием алгоритма и прототипированием Проверьте, может ли компонент адекватно управлять физической системой в нереальном времени Оцените производительность системы перед размещением оборудования, производственного программного обеспечения кодирования или приверженностью фиксированному проекту Тестирование оборудования	Развертывание Развертывание
Сгенерируйте код для быстрого прототипирования	Сгенерируйте модульный код функции для невиртуальных подсистем	`rtwdemo_counter` `rtwdemo_counter_msvc` `rtwdemo_async`
Сгенерируйте код для быстрого прототипирования в жестком режиме реального времени, используя ПК	Simulink Real-Time	Создайте и запустите приложение реального времени из модели Simulink (Simulink Real-Time)
Сгенерируйте код для быстрого прототипирования в мягком режиме реального времени, используя ПК	Simulink Desktop Real-Time	`sldrtex_vdp` (и другие)

Разработка рабочей разработки ПО

Цели	Сопутствующая информация о продукте	Примеры
Уточните проект модели для представления и хранения данных в сгенерированном коде	Доступ к данным для прототипирования и отладки Представление данных и доступ
Выберите функции генерации кода для развертывания	Время выполнения Окружения Строения Время выполнения Окружения Строения Совместное использование кода утилиты Генерация кода AUTOSAR	`rtwdemo_counter` `rtwdemo_counter_msvc` `rtwdemo_async` Выборки рабочих процессов AUTOSAR (AUTOSAR Blockset)
Задайте целевые компьютеры	Время выполнения Окружения Строения Время выполнения Окружения Строения	`rtwdemo_targetsettings`
Модели проекта	Определение, конфигурирование и активация вариантов Вариантные системы
Задайте алгоритмы с фиксированной точкой в Simulink, Stateflow и подмножестве языка MATLAB для генерации кода	Типы данных параметров в сгенерированном коде Поддержка генерации кода с фиксированной точкой (Fixed-Point Designer)	`rtwdemo_fixpt1` Система управления составом топливно-воздушной смеси с данными о фиксированной точке
Преобразуйте модель или подсистему с плавающей точкой в представление с фиксированной точкой	Итерационное преобразование фиксированной точки в Simulink (Fixed-Point Designer)	`fxpdemo_fpa`
Итерация, чтобы получить оптимальный проект с фиксированной точкой, с помощью автомасштабирования	Типы данных параметров в сгенерированном коде	`fxpdemo_feedback`
Создайте или переименуйте типы данных специально для вашего приложения	Управляйте именами типов данных в сгенерированном коде	`rtwdemo_udt`
Управляйте форматом идентификаторов в сгенерированном коде	Конструкция сгенерированных идентификаторов	`rtwdemo_symbols`
Задайте, как сигналы, настраиваемые параметры, состояния блока и объекты данных объявлены, сохранены и представлены в сгенерированном коде	Организуйте данные параметра в структуру с помощью класса Памяти	`rtwdemo_cscpredef`
Создайте словарь данных для модели	Что такое словарь данных?	`rtwdemo_configinterface`
Перемещение сегментов данных для сгенерированных функций и данных с помощью `#pragmas` для калибровки или доступа к данным	Управление размещением данных и функций в памяти путем вставки прагм	`rtwdemo_memsec`
Оцените и скорректируйте параметры конфигурации модели на основе приложения и ожидаемого окружения выполнения	Моделирование Строения Моделирование Строения	Сгенерируйте код с помощью Coder™ Simulink ® Сгенерируйте код, используя Embedded Coder ®
Проверяйте модель на соответствие основным руководствам по моделированию	Проверяйте свою модель с помощью Model Advisor	`rtwdemo_advisor1`
Добавьте собственные проверки в Simulink Model Advisor	Создайте проверки Model Advisor (Simulink Check)	Создайте и разверните пользовательское строение Model Advisor (Simulink Check)
Проверяйте модель на соответствие пользовательским стандартам или руководствам	Проверяйте свою модель с помощью Model Advisor
Проверьте модель на соответствие отраслевым стандартам и руководствам (MathWorks Advisory Board (MAB), IEC 61508, IEC 62304, ISO 26262, EN 50128 и DO-178)	Стандарты, инструкции и использование блоков Проверяйте Податливость модели ( Simulink Check)	`rtwdemo_iec61508`
Получите покрытие модели для анализа структурного покрытия, такого как MCDC	Simulink Coverage
Докажите свойства и сгенерируйте тестовые векторы для моделей	Simulink Design Verifier™	`sldvdemo_cruise_control` `sldvdemo_cruise_control_verification`
Создавайте отчеты о моделях и разработках ПО	MATLAB Report Generator Simulink Report Generator Разработка системы описание ( Simulink Report Generator)	Сгенерируйте отчет генерации кода
Проводите обзоры вашей модели и разработок ПО с коллегами, клиентами и поставщиками, у которых нет доступного Simulink	Создание моделируемых веб-представлений ( Simulink Report Generator)	Сравнение и слияние моделей Simulink, содержащих Stateflow
Уточните концепцию модель своего компонента или системы Тестируйте и проверяйте функциональность модели в реальном времени Тестируйте оборудование Получите профили и метрики кода в реальном времени для анализа и определения размеров на основе вашего встраиваемого процессора Оцените выполнимость алгоритма на основе интегрирования со окружением или оборудованием объекта	Развертывание Развертывание Профилирование выполнения кода Статические метрики кода	`rtwdemo_sil_topmodel`
Сгенерируйте исходный код для ваших моделей, интегрируйте код в ваше производственное окружение сборки и запустите его на существующем оборудовании	Генерация кода Генерация кода	`rtwdemo_counter` `rtwdemo_counter_msvc` `rtwdemo_fcnprotoctrl` `rtwdemo_cppclass` `rtwdemo_async` Выборки рабочих процессов AUTOSAR (AUTOSAR Blockset)
Интеграция существующего внешне написанного кода C or C++ с вашей моделью для симуляции и генерации кода	Авторские блоки и интегрирование в симуляцию Интегрирование с внешним кодом	`rtwdemos`, выберите Model Architecture and Design > External Code Integration
Сгенерируйте код для целевого быстрого прототипирования на конкретных встраиваемых микропроцессорах и IDE	Развертывание сгенерированного программного обеспечения компонента на целевых платформах приложений	В `rtwdemo_vxworks`

Сгенерируйте код приложения

Цели	Сопутствующая информация о продукте	Примеры
Оптимизируйте сгенерированный ANSI^® Код C для производства (для примера, отключение кода с плавающей точкой, удаление кода завершения и обработки ошибок и объединение точек входа кода в отдельные функции)	Эффективность Эффективность	`rtwdemos`, выберите Performance
Оптимизируйте код для определенного окружения во время выполнения, используя специализированные библиотеки функций	Замена кода Замена кода Замена кода Индивидуальной настройки	Оптимизируйте сгенерированный код путем разработки и использования библиотек замены кода - Simulink ®
Управление форматом и стилем сгенерированного кода	Параметры конфигурации модели: стиль кода	`rtwdemo_parentheses`
Управляйте комментариями, вставленными в сгенерированный код	Параметры конфигурации модели: комментарии	`rtwdemo_comments`
Введите специальные инструкции или теги для постобработки сторонними программами или процессами	Настройка обработки сборки после генерации кода	`rtwdemo_buildinfo`
Включите ссылки требований в сгенерированный код	Просмотр и ведение ссылок на требования ( Simulink Requirements)	`rtwdemo_requirements`
Проследите блоки модели и подсистемы к сгенерированному коду и наоборот	Отслеживание кода Стандарты, инструкции и использование блоков	`rtwdemo_comments` `rtwdemo_hyperlinks`
Интеграция существующего внешне записанного кода с кодом, сгенерированным для модели	Авторские блоки и интегрирование в симуляцию Интегрирование с кодом	`rtwdemos`, выберите Model Architecture and Design > External Code Integration
Проверьте сгенерированный код для MISRA C^® ^[a] и другие нарушения во время выполнения	Руководящие принципы MISRA C Polyspace Bug Finder Polyspace Code Prover
Защита интеллектуального свойства проекта модели компонента и сгенерированного кода Сгенерируйте двоичный файл (общая библиотека)	Ссылка на защищенные модели от третьих лиц Упаковать сгенерированный код как общие библиотеки
Сгенерируйте Файл MEX для модели или подсистемы, чтобы она могла использоваться совместно с сторонним поставщиком	Сгенерируйте S-функцию из подсистемы
Сгенерируйте общую библиотеку для модели или подсистемы, чтобы ее можно было использовать совместно с сторонним поставщиком	Упаковать сгенерированный код как общие библиотеки
Протестируйте сгенерированный производственный код с помощью окружения или модели объекта управления для проверки преобразования модели в код	Симуляция Цикле	Тестируйте сгенерированный код с SIL и PIL симуляциями
Создайте оболочку S-функции для вызова вашего сгенерированного исходного кода из модели, работающей в Simulink	Запись файлов S-функции и TLC оболочки
Настройте и запуск тесты SIL на своем хосте-компьютере	Симуляция Цикле	Тестируйте сгенерированный код с SIL и PIL симуляциями
^[a] MISRA^® и MISRA C являются зарегистрированными товарными знаками MISRA Ltd., хранящимися от имени консорциума MISRA.

Интеграция и верификация программного обеспечения

Цели	Сопутствующая информация о продукте	Примеры
Интеграция существующего внешне записанного кода C or C++ с моделью для симуляции и генерации кода	Авторские блоки и интегрирование в симуляцию Интегрирование с кодом	`rtwdemos`, выберите Model Architecture and Design > External Code Integration
Подключение к интерфейсам данных для сгенерированного кода C структур данных	Калибровка и измерение Калибровка и измерение	`rtwdemo_capi` `rtwdemo_asap2`
Управляйте генерацией интерфейсов кода, чтобы внешнее программное обеспечение могло компилировать, создавать и активировать сгенерированный код	Данные и функциональные Строения C	`rtwdemo_fcnprotoctrl`
Экспорт виртуальных и подсистемы вызова функций	Сгенерируйте исходный код компонента для экспорта во внешнюю основу кода	`rtwdemo_exporting_functions`
Включите целевой код	Замена кода Замена кода Замена кода Индивидуальной настройки	Оптимизируйте сгенерированный код путем разработки и использования библиотек замены кода - Simulink ®
Настройка и управление процессом сборки	Построение Индивидуальной настройки процесса	`rtwdemo_buildinfo`
Создайте zip-файл, который содержит сгенерированные файлы кода, статические файлы и зависимые данные, чтобы создать сгенерированный код в окружении, отличной от вашего хоста-компьютера	Перемещение кода в другую среду разработки	`rtwdemo_buildinfo`
Интеграция компонентов программного обеспечения как полной системы для проверки в целевом окружении	Верификация целевого окружения
Сгенерируйте исходный код для интегрирования с определенными производственными окружениями	Генерация кода Генерация кода	`rtwdemo_async` Выборки рабочих процессов AUTOSAR (AUTOSAR Blockset)
Интеграция кода для определенного окружения во время выполнения с помощью специализированных библиотек функций	Замена кода Замена кода Замена кода Индивидуальной настройки	Оптимизируйте сгенерированный код путем разработки и использования библиотек замены кода - Simulink ®
Введите специальные инструкции или теги для постобработки сторонними программами или процессами	Настройка обработки сборки после генерации кода	`rtwdemo_buildinfo`
Интеграция существующего внешне записанного кода с кодом, сгенерированным для модели	Авторские блоки и интегрирование в симуляцию Интегрирование с внешним кодом	`rtwdemos`, выберите Model Architecture and Design > External Code Integration
Подключение к интерфейсам данных для структур сгенерированных кодов C данных	Калибровка и измерение Калибровка и измерение	`rtwdemo_capi` `rtwdemo_asap2`
Планируйте сгенерированный код	Таймеры Основанное на времени планирование Основанное на событиях планирование	Основанные на времени примеры планирования
Проверьте объектный код файлы в целевое окружение	Симуляция Цикле	Тестируйте сгенерированный код с SIL и PIL симуляциями
Настройте и запустите PIL-тесты в целевой системе	Симуляция Цикле	Тестируйте сгенерированный код с SIL и PIL симуляциями Сконфигурируйте процессор в цикле (PIL) для пользовательского целевого устройства Создайте целевой канал связи для симуляции процессора в цикле (PIL) Смотрите список `supported hardware` для Embedded Coder^® продукт на веб-сайте MathWorks, а затем найти пример для связанного интересующего продукта

Интеграция, проверка и калибровка системных компонентов

Цели	Сопутствующая информация о продукте	Примеры
Интеграция программного обеспечения и его микропроцессора с оборудованием окружения для конечного продукта встраиваемой системы Добавьте сложность окружения (или объекта) под управлением к тестовой платформе Тестируйте и проверяйте встраиваемую систему или модуль управления с помощью целевого окружения в реальном времени	Развертывание модели алгоритма для быстрого прототипирования в реальном времени Развертывание модели окружения для симуляции оборудования в цикле (HIL) в реальном времени Развертывание сгенерированных Независимых исполняемых файлов программ на Целевой компьютер Развертывание сгенерированного программного обеспечения компонента на целевых платформах приложений
Сгенерируйте исходный код для Программное-аппаратного тестирования	Генерация кода Генерация кода Развертывание модели окружения для симуляции оборудования в цикле (HIL) в реальном времени
Жесткое программное-аппаратное тестирование в режиме реального времени с использованием ПК	Simulink Real-Time	Создайте и запустите приложение реального времени из модели Simulink (Simulink Real-Time) Симуляция и проверка в реальном времени (Simulink Real-Time)
Правильно настройте установку пиролиза для ее целевого использования	Калибровка и измерение Калибровка и измерение	`rtwdemo_capi` `rtwdemo_asap2`
Сгенерируйте ASAP2 файлов данных	Экспорт ASAP2 файла для измерения и калибровки данных	`rtwdemo_asap2`
Сгенерируйте файлы интерфейса данных C API	Обмен данными между сгенерированным и внешним кодом с использованием C API	`rtwdemo_capi`

Документация