在汽车OEM购买新的传感器系统之前，他们希望看到在车辆环境中工作的传感器的实时原型，以评估其性能并可能修改其规格。例如，我们经常需要演示我们的传感器的早期版本，它通常包含在FPGA或微处理器上实现的算法和逻辑。为满足此要求，我们使用自定义快速控制原型平台和基于模型的设计，以在开发过程中提早构建新设计的实时原型。实时原型（Hella作为A-Sample）的实时原型是作为概念证明以及整个开发的生活规范。
我们可以在几个月内生产一个包含最终产品80%功能的a样件，而不是等待长达两年的ASIC实现。A-sample使我们能够在开发的早期与客户合作，完善传感器的功能，评估代码大小、模块划分和硬件需求。测试组使用a -sample来设置测试环境和测试套件，以便一旦生产样品(实现为ASIC或微处理器)准备好，测试就可以开始。
创建灵活的原型环境
我们建造了Hella Fahrzeugkomponenten GmbH快速控制原型(HFK RCP)单元，因为商业上可用的替代品缺乏我们需要的灵活性。大多数现成的原型系统只支持ECU软件开发，但传感器设计也可能包括VHDL万博1manbetx®代码和离散电子元件。商业系统的第二个限制是它提供的固定接口组。在Hella，我们必须支持各种通信万博1manbetx协议和接口硬件，包括SPI，我2C, LIN, XCP, CAN，和SENT。
通过基于模型的设计和自定义原型环境，我们可以根据需要添加新的接口、协议和功能。我们可以针对微处理器和fpga开发规范，并使用原型环境扩展或增强我们已经在生产处理器上实现的算法。
从需求到设计
我们的开发过程遵循v模型，包括五个主要步骤:需求分析、算法设计、产品代码生成、代码验证和测试。在需求分析阶段，我们与客户一起在IBM中定义系统需求®理性的®门®．然后，我们在Simulink中创建设计的初始模型万博1manbetx®（图1）。
我们使用Sim万博1manbetxulink验证和验证™（在R2017B转换）将DOORS中的需求映射到模型的元素，从而实现需求的双向跟踪。
创建我们的模型时，我们使用Model Advisor来确保我们遵守MathWorks汽车咨询板（MAAB）算法建模指南。我们还包括基于地狱内部开发的指南的模型顾问检查。
为了对初始浮点设计进行早期功能验证，我们在Simulink中运行仿真，使用从类似传感器收集的或用Simulink块生成的测试数据来刺激模型。万博1manbetx在这些环中模型测试之后，我们检查用Simulink Verification和Validation创建的模型覆盖率报告，以识别模型中未测试的元素，并根据需要更新测试以增加覆盖率万博1manbetx。
在准备用于在快速原型平台上进行测试时，我们模拟通信接口，使传感器算法能够在车辆中运行。使用MathWorks顾问，我们开发了一个用于Simulink的本地互连网络（LIN）块集，它使我们能够扩展原型化系统的功能以支持LIN。万博1manbetx万博1manbetx
从模型到原型
在对模型进行内部设计审查后，我们将设计转移到HFK RCP单元(图2)。HFK RCP支持广泛的设计配置，包括TI的C2000标准组件集万博1manbetx™微处理器,Xilinx®FPGA，以及汽车总线和传感器的连接器，以及用于离散电子元件的区域。
对于针对微处理器的设计，我们使用嵌入式编码器™要从Simulink模型生成代码，并将其部署到HFK万博1manbetx RCP单元上的TI C2000处理器。如果所有或部分设计都需要FPGA，我们使用HDL编码器™从模型生成VHDL代码以在Xilinx FPGA上部署。
从原型到生产
一旦我们使用HFK RCP单元验证了概念验证A样本，我们就准备了串联处理器的设计。我们使用固定点设计师的固定点顾问™将浮点模型转换为初始的定点设计。Fixed-Point Advisor使我们能够优化代码大小、内存占用和定点扩展。然后，我们重新检查是否符合建模指导方针，并重新运行我们的模拟，使用Simulink Verification和Validation来生成模型覆盖率和圈复杂度度量信息。万博1manbetx我们比较浮点和定点模型的结果，以确保在转换期间没有引入错误。
我们使用软件在环(SIL)测试来验证我们的算法在C语言中的实现，使用处理器在环(PIL)测试来验证算法在实时硬件上的实现。通过这种方式，我们可以确保我们已经验证过的模型在实现时不会引入错误。
对于SIL测试，我们使用Simulink Cod万博1manbetxer™从我们的Simulink模型中的传感器算法组件生成C代码。万博1manbetx然后，我们用包含生成的C代码的s -函数替换模型中的这些组件，并重新运行模拟。我们再次将结果与早期的测试结果进行比较，这次是为了验证软件实现。
我们最近与MathWorks顾问合作，他们为78K系列微控制器开发了一个嵌入式编码器目标，使PIL测试在我们的瑞萨®78K微控制器。我们现在可以使用嵌入式编码器来生成代码，我们部署到设备以进行PIL和车载测试。
从原型到生产的路径取决于原型是如何实现的。如果我们使用HDL Coder为FPGA生成VHDL，则我们将设计和生成的VHDL交给外部合作伙伴，后者将基于原型生成ASIC。因为我们已经彻底验证了模型及其HDL实现，我们的asic需要更少的迭代，这除了降低成本之外，实际上消除了项目延迟。
然而，如果我们为原型设计一个微控制器，我们将继续在海拉内部生产。我们使用嵌入式编码器从定点Simulink模型生成ANSI C代码，并针对生产微控制器。万博1manbetx生成的代码在Hella中经过严格的测试过程，包括集成测试和使用Polyspace Client进行静态分析™对于C / C ++和PolySpace服务器™对于C / C ++。然后使用IBM Rational Rhapsody完成ANSI C代码进入目标的最终集成®(C / c++)。
通过调整代码生成设置以及既定建立的建模指南，我们可以生成比等效手写代码更紧凑的生产代码。通过重新使用我们的原型模型来生产代码生成，我们将开发时间减少约60％。此外，通过基于模型的设计和HFK RCP单元，我们可以在开发的早期运行测试，这使我们能够验证需求并验证比以前可能的设计决策。
