मॉडल-उन्मुख डिजाइन, या मैटलैब / सिमुलिंक के साथ तूफान से कोर्टेक्स एम 3 ले रहा है

बहाना

मैं तुरंत एक आरक्षण करूँगा कि मैंने CMC के भाग के रूप में KP580 के साथ माइक्रोकंट्रोलर्स का अध्ययन करना शुरू कर दिया, जिसमें ऐसी भयावह विशेषताएं थीं:
लागू एमपी का प्रकार KR580VM80A है।
RAM की मात्रा 3 KB है।
ROM की मात्रा 2 KB है।
बाधित करने की क्षमता - 1 वेक्टर।
सॉफ्टवेयर - सिस्टम प्रोग्राम "मॉनिटर"।
इनपुट और आउटपुट स्तर TTL स्तरों के साथ संगत हैं।
...
उत्पाद का वजन 9.6 किलो से अधिक नहीं!

ऐसी तकनीक की एक तस्वीर इंटरनेट पर पाई गई थी, और मैं उस पर नहीं हूं! लेकिन काम का माहौल उत्कृष्ट है!
मुझे असेंबलर (हार्डवेयर कीबोर्ड से हेक्साडेसिमल कोड में), रजिस्टरों और अन्य चीजों की एक सामान्य समझ है, जो लोग तुरंत सी लिखना शुरू कर देते हैं उन्हें न जानने के लिए दोषी ठहराया जाता है। यह वह करीबी परिचित व्यक्ति था जिसने पूरी तरह से असेंबलर में लिखना रद्द कर दिया था, लेकिन सी प्रशंसकों के पास मुझे मारने के लिए भी कुछ है। मैं इस विषय में C में C माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्राम नहीं करूंगा। मैं अधिक सटीक होगा, लेकिन थोड़ा गैर-मानक तरीके से।
हालाँकि मैं सॉफ्टवेयर डेवलपमेंट के क्षेत्र में काम करता हूँ, पर परोक्ष रूप से प्रोग्रामिंग से जुड़ा हुआ हूँ। इसलिए नीचे दी गई जानकारी इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रोग्रामिंग में शुरुआती लोगों के लिए अधिक है, हालांकि यह विश्व के नेताओं द्वारा अपनाई गई उन्नत तकनीकों को लागू करने का काफी मौका देता है।

बिंदु पर पहुँचो

माइक्रोकंट्रोलर्स की प्रोग्रामिंग पर लौटने के लिए मुझे निम्नलिखित फॉर्म के एक लेख द्वारा मजबूर किया गया था:
मैथवर्क्स टूल्स भविष्य के लिए टोयोटा डिजाइन में मदद करते हैं
"MATLAB, Simulink, और Stateflow ... सिमुलेशन, डेटा प्रोसेसिंग और डिजाइन को नियंत्रित करने के लिए टोयोटा में डी वास्तविक मानक बन गए हैं। टोयोटा में इन उपकरणों के सभी अनुप्रयोगों को सूचीबद्ध करना असंभव होगा। ”
अकीरा ओहाटा, टोयोटा
अगर टोयोटा जैसी " कुख्यात " कंपनी नए उत्पादों के विकास के लिए एक निश्चित रणनीति चुनती है, तो यह रास्ता जनता के लिए हितकारी नहीं हो सकता है। तो मॉडल-उन्मुख डिजाइन क्या है?
मतलाब वितरक साइट से उद्धरण।
मॉडल-ओरिएंटेड डिज़ाइन (इसके बाद MOS) कंट्रोल सिस्टम, प्रोसेस सिग्नल और इमेज विकसित करने, कम्युनिकेशन सिस्टम बनाने, मेक्ट्रोनिक्स के क्षेत्र में विकास और एम्बेडेड सिस्टम बनाने का एक प्रभावी और किफायती तरीका है। टेस्ला, जनरल मोटर्स, हरमन बेकर, मेनरोलैंड, टोयोटा, आदि कंपनियों में इस दृष्टिकोण के आवेदन ने उत्पाद की गुणवत्ता बढ़ाने और विकास के समय को दो से अधिक बार कम करने की अनुमति दी।

भौतिक प्रोटोटाइप और पाठ विनिर्देशों के बजाय, मॉडल-उन्मुख डिजाइन एक निष्पादन योग्य मॉडल का उपयोग करता है। इस मॉडल का उपयोग विकास के सभी चरणों में किया जाता है। इस दृष्टिकोण के साथ, पूरे सिस्टम और इसके घटकों दोनों के सिमुलेशन मॉडलिंग को विकसित और संचालित करना संभव है। स्वचालित कोड उत्पादन , निरंतर परीक्षण और सत्यापन की संभावना है।

समस्या का बयान

कम से कम समय की लागत के साथ सिमुलिंक से एक वास्तविक डिवाइस पर एक नियंत्रण प्रणाली मॉडल को पोर्ट करने के लिए।
एक साधारण ब्लिंकिंग डायोड के लिए एमओएस का उपयोग करना मुझे शुरू करना बहुत आसान लगता है, इसलिए हम तुरंत एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) सीखेंगे। एडीसी के इनपुट के स्तर पर निर्भर करते हुए, विभिन्न बंदरगाहों को विभिन्न आवृत्तियों और कर्तव्य चक्रों के दालों के साथ एल ई डी को सक्रिय और झपकाए जाने दें।

लक्ष्य चयन

हाथ में, अच्छा पुराना KP580 चला गया था, और मैंने दूसरे पत्थर की तलाश शुरू कर दी।
माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी के लिए एक बदले हुए बाजार का अध्ययन करने के परिणामस्वरूप, मेरी पसंद बोर्ड पर कोर्टेक्स एम 3 (एसटीएम 32 एफ 100 आरबी) के साथ एसटीएम 32 एमएल डिस्कवरी पर गिर गई।

फायदे:

1. कीमत
2. Simulink के लिए Rapidstm32 लाइब्रेरी की उपलब्धता
3. हैबे और प्रोलेक्ट्रोनिक्स पर उत्कृष्ट लेख
4. एक अंतर्निहित प्रोग्रामर और डिबगर एसटी-लिंक की उपस्थिति
5. पर्याप्त अन्य लाभ

नुकसान:

1. Rapidstm32 लाइब्रेरी केवल $ 80 के लिए FiO Std बोर्डों के साथ पूरी तरह से काम करती है
2. KR580 के बाद ARM मेरी कल्पना से ज्यादा जटिल नहीं था

मैंने Arduino के साथ विकल्प पर विचार किया, जो कि Matlab / Simulink के साथ भी अनुकूल है । यूट्यूब पर आप बस इस गुच्छा के साथ चमत्कार देख सकते हैं। अब मैं आदरणीय DI HALT की तकनीकों का अध्ययन कर रहा हूं, मुझे उम्मीद है कि अगला कदम विशुद्ध रूप से मेरा उपकरण होगा।

सॉफ्टवेयर

1. Matlab R2011a से मिलकर:
   Simulink 7.3 या बाद का
   एंबेडेड कोडर
   सिमुलिंक कोडर
   रीयलटाइम कार्यशाला
   स्टेटफ्लो और अन्य टूलबॉक्स वैकल्पिक
2. Rapidstm32 लाइब्रेरी
3. Microsoft .NET फ्रेमवर्क 3.5 के लिए यह बहुत आवश्यक है
4. कोड संकलन, या किसी अन्य सुविधाजनक पैकेज के लिए MDK-ARM माइक्रोकंट्रोलर डेवलपमेंट किट

हार्डवेयर

1. stm32 vl डिस्कवरी ( मैनुअल और डेटशीट पढ़ना न भूलें)
2. मिनी USB कॉर्ड (बोर्ड के साथ शामिल नहीं)
3. प्रोटोटाइप बोर्ड
4. एल ई डी
5. ट्रिमर प्रतिरोधों

राज्यमंत्री

एक भविष्य के मॉडल की स्थापना

हम सिमुलिंक में एक नया मॉडल बनाते हैं, सिमुलेशन पर जाएं -> कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर और नीचे दिखाए अनुसार सब कुछ कॉन्फ़िगर करें:

एक मॉडल का निर्माण

हम उन ब्लॉकों का चयन करते हैं, जिनकी हमें Simulink लाइब्रेरी से आवश्यकता होती है, उन्हें आसानी से रखें, और लिंक द्वारा उन्हें कनेक्ट करें।
इस प्रक्रिया ने मुझे मैनुअल पढ़ने में रुकावट के साथ लगभग दो मिनट का समय दिया।
इसका परिणाम कुछ इस तरह से होना चाहिए:

इसके अलावा यह सिस्टम के एक दृश्य आरेख जैसा दिखता है, इसलिए यह "लाइव" भी है!

अगला, मॉडल विंडो के टूलबार पर अपडेट आरेख पर डबल-क्लिक करें। पहले प्रेस के बाद, एक बुराई खिड़की पॉप अप:

वे इसमें कहते हैं कि चूंकि हमने मूल FiO Std बोर्ड नहीं खरीदा था, इसलिए हमें लाइब्रेरी का पूर्ण संस्करण भी नहीं मिला। तथ्य यह है कि आवृत्ति 24 मेगाहर्ट्ज तक सीमित होगी, हमारे लिए डरावना नहीं है, हमारे पत्थर की आवृत्ति बस यही है। लेकिन अन्य सीमाएं बहुत अप्रिय हैं, इसलिए आर्डिनो के बारे में क्या, मुझे अभी भी लगता है ...
दूसरे प्रेस के बाद, व्यक्तिगत ब्लॉक और लिंक की रंग योजना चयनित समय के अनुसार बदल जाएगी। आप Ctrl + J दबाकर घड़ी का नक्शा देख सकते हैं:



चार्ट को अपडेट करने के बाद, आप सुरक्षित रूप से Ctrl + B दबा सकते हैं और हमारे मॉडल का निर्माण कर सकते हैं। यह टूल्स -> कोड जेनरेशन -> बिल्ड मॉडल मेनू से भी किया जा सकता है।
निर्माण के परिणामस्वरूप, हमें अंत में सुंदर रेखाओं के साथ मटलब कमांड विंडो में बिल्ड इतिहास देखना चाहिए:
*********************************************************************
RapidSTM32: Target built directory is: adcpwm_rapidstm32
RapidSTM32: Build completed at: 01-Oct-2011 22:52:36
*********************************************************************
### Successful completion of Real-Time Workshop build procedure for model: adcpwm
लेकिन सब कुछ उतना सहज नहीं है जितना लगता है! इससे पहले कि मैं इन पंक्तियों को देखता, मैं त्रुटि रिपोर्ट को देखता:
### Real-Time Workshop build procedure for model: 'target' aborted due to an error.
आधिकारिक Matlab उपयोगकर्ता पोर्टल सहित सभी प्रकार के मंचों पर दस्तक दी। यह पुस्तकालय के डेवलपर्स में से एक के साथ एक वीडियो सम्मेलन के साथ समाप्त हो गया। प्रिय Krisada Sangpetchsong थाईलैंड से, फ़ाइल में एक बग Rapidstm32_exit_hook.p तय किया है, और वादा किया है कि सब कुछ लाइब्रेरी के नए संस्करण में तय किया जाएगा। मेरे पास यह फ़ाइल C: \ Rapidstm32 \ Rapidstm32 के रास्ते पर पड़ी है, क्योंकि डिफ़ॉल्ट रूप से लाइब्रेरी C: \ के मूल में स्थापित है।
सफल कोड पीढ़ी के परिणामस्वरूप, C कोड के स्रोत कोड के साथ model_name_rapidstm32 नाम का एक और फ़ोल्डर मॉडल के साथ फ़ोल्डर में दिखाई देना चाहिए।

Keil में एक प्रोजेक्ट बनाएं

आपको प्रोजेक्ट को उसी फ़ोल्डर में बनाने की आवश्यकता है जहां मतलाब ने हमारे स्रोतों को रखा, और इसे किसी भी तरह सार्थक रूप से नाम देने के लिए। बनाते समय, हमें पूछा जाएगा कि STM32F100RB को किस प्रकार के डिवाइस का जवाब देना है।
महत्वपूर्ण! डिवाइस के प्रकार को निर्दिष्ट करने के बाद, एक नई परियोजना में एक स्टार्टअप फ़ाइल जोड़ने के बारे में एक सवाल होगा। यहां आपको NO का उत्तर देने की आवश्यकता है, क्योंकि यह फ़ाइल भी हमारे मॉडल से पहले से ही बनाई गई है।
प्रोजेक्ट विंडो में, संदर्भ मेनू से बनाए गए न्यू Gpoup समूह में, हम एक्सटेंशन * .c और * के साथ फ़ाइलों को जोड़ने को कहते हैं।

लक्ष्य 1 प्रोजेक्ट ट्री के चयनित रूट के साथ, लक्ष्य विकल्प सेटिंग को कॉल करें, और नीचे दिखाए अनुसार प्रत्येक टैब को कॉन्फ़िगर करें:









उसके बाद, बिल्ड (F7) पर क्लिक करें और स्टेटस बार में देखें:
"__.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

फर्मवेयर और डिबगिंग

हमारे बोर्ड को फ्लैश करने के लिए, आपको केइल टूलबार पर डाउनलोड बटन पर क्लिक करना होगा। यहाँ मुझे एक दूसरी कठिनाई का सामना करना पड़ा। मदरबोर्ड फ्लैश नहीं करना चाहता था और एक त्रुटि संदेश "NO ST- लिंक का पता लगाया" दिया था। इस समस्या का समाधान पुराने के साथ Keil \ ARM \ STLink \ STLinkUSBDriver.dll ड्राइवर को बदलकर किया गया था, जो यहां पाया जा सकता है । उसके बाद, बोर्ड को फ्लैश किया जाता है, और डिबगिंग Ctrl + F5 द्वारा शुरू किया जाता है। पोषित रीसेट बटन दबाने से आपको यह देखने की अनुमति मिलती है कि डेमो बोर्ड ट्यूनिंग रोकनेवाला के रोटेशन का जवाब कैसे देता है:

निष्कर्ष

यह विषय निश्चित रूप से एक विषय के लिए नहीं है, मैंने पहले ही समापन के साथ खींच लिया। मैंने जानबूझकर मॉडल ब्लॉक और सर्किट निर्णय लेने के विवरण में नहीं गया था। लेकिन यह तथ्य कि मुझे लगता है कि कई बार उत्पाद का एक प्रोटोटाइप बनाने का समय कम हो जाता है। सिमुलिंक और स्टेटफ्लो (परिमित राज्य मशीनों के सिद्धांत पर आधारित घटना-उन्मुख विकास) की मदद से, सचमुच "घुटने पर" आप एक अत्यंत जटिल नियंत्रण प्रणाली को इकट्ठा कर सकते हैं। यहां हम केवल हार्डवेयर क्षमताओं द्वारा सीमित हैं और मॉडलिंग में एक अवधारणा है, और विकास का समय अब ​​निर्णायक कारक नहीं है।
यदि विषय दिलचस्प है, तो मैं मॉडल-आधारित डिज़ाइन के लिए समर्पित कुछ विषयों को खुश कर सकता हूं।

आपका ध्यान के लिए धन्यवाद!

जानकारी के स्रोत

1. मतलूब वेबसाइट
2. मतलाब उपयोगकर्ता ब्लॉग
3. Rapidstm32 डेवलपर लर्निंग पोर्टल

संलग्नक

1. केइल परियोजना
2. मूल सिमुलिंक मॉडल

अद्यतन 1:

कोड उत्पन्न करने से पहले मॉडल के तर्क की जाँच करने का स्क्रीनशॉट: