Presentatie van Ruud Jeurissen over code generatie in embedded systemen, die hij tijdens Exception Twente op 15 januari 2015 heeft gegeven. ‘Model-based design’ belooft grotere productiviteit, zoals de meeste methodieken beloven. Maar wordt dit ook waargemaakt? Hoe complex is het eigenlijk? En is het alleen geschikt voor grotere systemen? In deze presentatie zal aan de hand van het pakket Matlab/Simulink duidelijk worden gemaakt hoe dit alles in de praktijk eruit ziet en in zijn werk gaat. De focus zal vooral liggen op embedded systemen, waartoe eerst een aantal basisbegrippen uit deze wereld aan bod komen.

1. Exception Twente
Code-generatie
in embedded systemen
Ruud Jeurissen
Ruud.Jeurissen@demcon.nl
15 januari 2014

2. 2
WC ventilator

3. 3
=+
WC ventilator

4. 4
??????
??????
WC ventilator

5. 5

6. 6

7. 7

8. 8
mechanica software
elektronica
Mechatronica !!Embedded sw
Achtergrond

9. ???
9
???embedded
systemen
??????
WC ventilator

10. Embedded systemen
10
bare-metal (real-time) OS
- main-loop
- timed interrupt (μC IRQ)
- parallele processen
- multi-threading
- minimale overhead
- (hard) real-time
- connectivity (Ethernet, files)
- GUI
- kleine (32-bit) μ-controller
- dicht op de hardware
- applicatie-processor
- extern geheugen e.d.
- snelle opstarttijd - extern opstart medium

11. • bare-metal smaak: “timed-interrupt”
• hardware timer die bv elke 1ms interrupt
geeft
• waarom?
– nodig voor regeltechniek
– m.n. sensoren (afgeleiden in regel algoritme)
• ontwerp kan ook zonder timed-interrupt,
of met meerdere interrupts
Embedded systemen
11

12. • timed interrupt samen met PLC aanpak:
– read inputs
– calculate model (= domain-code)
– write outputs
• skeleton = main-loop + timed IRQ + …
– timed IRQ = model
– main-loop = debug-code
Embedded systemen
12

13. • DEMO…
– voorbeeld van skeleton
Embedded systemen
13

14. • stap 1: keuze OS (of bare-metal)
• stap 2: start met ontwerp
• DEMO…
– tooltje voor state-diagram
WC-ventilator
14

15. • stap 3: ontwerp implementeren
• lui aangelegd
– lui = slecht (werkgever)
– lui = efficient (ik)
– efficient = hoge productiviteit
– lui = goed
• geen zin om ontwerp om te zetten naar
code  code generatie
WC-ventilator
15

16. ???
16
???embedded
systemen
???code
generatie
WC ventilator

17. • niet zomaar tooltje voor state-machines
• Matlab / Simulink met StateFlow
Code generatie
17

18. Simulink
18
• Matlab / Simulink
– grafisch programmeren
– hiërarchische sub-systems (= operand, functie)
– continu proces (bv sample-based elke 1ms)
variabele
sub-system
state-machine
inputinput
outputoutput

19. • DEMO…
– Matlab / Simulink code-generatie
Code generatie
19

20. • hoe te combineren met skeleton?
Code generatie - integratie
20
app specific
generated
uC specific
reusable
Legenda:

21. • DEMO...
– integratie genegereerde code in skeleton
– compile, download, run
Code generatie - integratie
21

22. • simulink = simuleren
• model-based design
Code generatie - integratie
22

23. ???
23
???embedded
systemen
model-based
designcode
generatie
WC ventilator

24. Model-based design
24
voila,
het werkt !!

25. • DEMO...
– doorlopen model-based design proces
Model-based design
25

26. Model-based design
26
• code-generatie
– geneert C-code
– willekeurige C/C++ compiler
– willekeurige hardware
– stappenplan per disciplines
• blauw = system engineer
• groen = sw-engineer
– debuggen zonder sw-engineer

27. the difference between men and boys,
is the size of their toys projects
27

28. the difference between men and boys,
is the size of their toys projects
28

29. ???
29
groot
en klein
embedded
systemen
model-based
designcode
generatie
WC ventilator

30. 30
Active Piston Prover
– ook skeleton uit Simulink
gegenereerd
– dedicated electronica

31. 31
Qlima – lucht cond.
– CO2 / temp regelen
– 8-bit AVR
– actieve roosters
– wireless

32. 32
DORC – oog chirurgie
– DSP
– dedicated linear motors
– meerdere uC
– CAN-open

33. 34
Finapres – bloeddrukmeter
– medische algoritmes
– PC-hardware
– integratie C#/.NET

34. Vragen ??
Vragen?
35