Запуск моделей Simulink на аппаратных платформах

В релизе MATLAB R2012a появилась возможность запускать модели Simulink на поддерживаемых аппаратных платформах.

Таким образом, Simulink предлагает встроенную поддержку для прототипирования, тестирования и запуска моделей на недорогом целевом оборудовании, включая Arduino, LEGO MINDSTORMS NXT, PandaBoard и BeagleBoard. Вы можете проектировать алгоритмы в Simulink для систем управления, робототехники, обработки звука и систем компьютерного зрения и видеть, как они работают на реальном железе.

Многие, кто читал эту новость, могли задаться вопросом - а что нового в этом функционале? Ведь еще до релиза R2012a у нас была возможность работать из MATLAB/Simulink с Arduino, LEGO и BeagleBoard, скачав соответствующую поддержку с File Exchange.

Если вкратце, то основное отличие Simulink Run on Target Hardware (ROTH) заключается в том, что для запуска моделей Simulink на железе не требуется Embedded Coder. Для работы этого функционала достаточно иметь студенческую версию Simulink.

Основные возможности Simulink ROTH:

• Автоматическая установка и настройка поддержки целевого оборудования

• Библиотека блоков Simulink для аппаратных интерфейсов: I/O портов, датчиков и исполнительных механизмов

• Выстроенный рабочий процесс для разработки, выполнения и отладки ваших алгоритмов непосредственно на поддерживаемом обрудовании

• Прямая связь между Simulink и целевым оборудованием

• Интерактивная настройка параметров и мониторинг сигналов во время работы вашего приложения

• Развертывание модели для автономного выполнения

Главная целевая аудитория ROTH - это, конечно, студенты и преподаватели. Им требуется недорогое оборудование и нужно, чтобы их алгоритмы просто работали на этом оборудовании.

Есть два подхода к исследованию и анализу свойств систем – это симуляция и физическое взаимодействие.

В данном контексте симуляция – это конфигурация, при которой сам алгоритм, динамика объекта управления и внешняя среда, с которой они взаимодействуют. Все это моделируется на компьютере.

Физическое взаимодействие – это сценарий, при котором настоящее устройство взаимодействует с физическим миром посредством датчиков и исполнительных механизмов. Алгоритм при этом может работать либо на компьютере и связываться с устройством, либо может работать непосредственно на процессоре, установленном в устройстве.

Именно здесь большое значение имеет обучение на реальных проектах (Project-Based Learning).

Студенты обучаются, выполняя определенные задачи. Это весело, это бросает вызов студентам и часто позволяет применить на практике полученные теоретические знания.
Методика обучения на проектах основана на непосредственном экспериментировании с настоящими задачами. Взаимодействие с настоящей средой стимулирует процесс обучения у студента и предлагает возможности по исследованию и анализу сложных проблем. Работа над проектом также предоставляет возможности для командной кооперации и пониманию того, как устроен инженерный процесс – от первоначальной идеи до конечной реализации.

Итак, какие преимущества вы получаете при использовании технологии Simulink Run on Target Hardware? Во-первых, вы получаете из модели исполняемый файл и запускаете его на целевом железе нажатием одной кнопки. Это позволяет студентам взаимодействовать с реальным железом, при этом избегая работы с низкоуровневыми функциями и интерфейсами. Во-вторых, вы работаете в графической среде и разрабатываете алгоритм на языке блок-схем, что позволяет сконцентрироваться на самом алгоритме, нежели чем на вопросах, связанных с его реализацией. В-третьих, Simulink также предлагает широкий набор расширений, называемых тулбоксами, которые предоставляют дополнительные возможности и функционал для создания приложений обработки изображений и видео. Это упрощает создание продвинутых алгоритмов, которые применяются в индустрии.

В этом небольшом видео вы можете посмотреть, каким образом осуществляется работа с целевым оборудованием из Simulink на примере платы BeagleBoard.