XPC的功用
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xPC Target
——在PC平台上实现实时快速原型和硬件在回路的仿真
xPC Target是一种高性能的主机-目标机构原型环境,它能把Simulnk模型和Stateflo w模型和物理系统连接起来并且在低成本的PC硬件上实时运行。
xPC Target提供了系统的快速控制原型和硬件在回路仿真完整的解决方案。
利用xPC Target 可以在主机上设计模型,并用Real-Time Workshop和Stateflow Coder自动生成代码,最后下载到运行xPC Target 实时内核的PC机上。
用户可以使用32位或64位X86架构的电脑作为实时目标系统。
软件运行在32位模式下。
使用另外独立提供的xPC Target Embedded Option,用户可以在独立目标机上开发实时嵌入式系统,用于生产、控制、信号处理、数据获取、标定和测试等场合。
主机不需要使用xPC Target Embedded Option。
对于控制和DSP 系统来说xPC Target是理想的快速原型和硬件在回路测试工具,它可以在标准的PC兼容机上运行实时模型。
如果附加xPC Target Embedded Option项,可以将实时嵌入式系统在PC兼容机上实现,应用于生产、数据采集、标定和测试应用程序等过程中。
特点:
∙在任何一台PC机上使用实时内核,可以运行来自Simulink和Stateflow模型
∙支持任何PC系统,例如TargetBox、PC/104、PC/104+、CompactPCI、嵌入式PC机或其它任何兼容PC机
∙灵活的启动选项,包括CD,硬盘,CF卡,网络和软盘
∙根据处理器的性能水平、模型规模和I/O复杂程度,采样率可达到50KHz
∙实时调整参数
∙在扩展的设备驱动库里,支持超过300种商业I/O板卡
∙开放的硬件驱动环境,支持系统集成方和硬件生产方提供的第三方驱动
∙C和COM API让用户可以编程开发用户图形界面来获取或控制实时应用程序
强大功能:
在主机上运行MATLAB,Simulink,RTW和xPC Target和C编译器作为开发环境,可以生成实时应用程序运行在一台xPC Target实时内核的目标机上。
用户可以通过MATLAB命令行或者主机的图形界面(GUI)、标准的网络浏览器或者目标机命令行来控制目标机上的程序的执行。
在程序运行期间,用户可以交互的改变模型参数并且迅速的获取、观察信号或者把它们保存起来做后续处理。
通过目标GUI能直接观察目标机上的信号和状态信息。
高效的实时内核
使用标准的PC硬件和商业I/O接口板,xPC Target通过引导启动高性能的实时内核,把标准的PC机变成了实时快速原型和硬件在回路仿真的目标机。
实时内核支持中断处理和查询模式,中断模式的模型采样率可以达到50KHz,查询模式的模型采样率可以达到100KHz。
主机和目标系统间的通讯
通过单一通信方式连接主机和目标计算机。
用户在主机上开发Simulink模型,下载到目标机上并实时运行。
用户指令、参数更新和信号数据交互也使用同样的通信接口。
客户可以选择RS-232或者TCP/IP进行通信。
访问目标程序
有多种方式对目标系统进行访问和通信。
目标机接有键盘和显示器,可以直接发出控制指令和进行状态监测。
通过主机-目标机连接,可以从主机使用MATLAB命令行或xPC Target 浏览器,简单的配置和控制目标机。
用户甚至可以并行的访问和控制多个目标机。
一旦访问到目标系统,便可以进行目标程序控制、参数调整、信号(数据)采集。
控制目标程序
利用目标应用程序控制功能可以把目标应用程序下载到目标PC上,并且可以启动和停止下载的过程,还可以改变停止的时间和采样的时间,使用目标应用程序控制功能还可以对CPU 的过载进行监控,对执行性能和CPU的占用进行评估。
用户可以使用MATLAB中基于对象的的命令行接口来访问和控制目标程序。
也可以用编写好的批处理M文件的方式做自动批量测试。
xPC Target浏览器可以让用户在窗口的环境下配置、控制和监测目标机的操作。
调整参数
xPC Target提供几种调参的办法。
目标程序下载以后,用户可以使用命令行接口或目标
机浏览器来修改参数。
还可以通过Simulink外部模式进行参数的调整,在这种模式中,Simul ink框图运行在主机上作为GUI界面。
一旦改变了Simulink模型中任何的参数,新的参数会立刻下载到目标机上,这时用户观察的是最新程序的运行情况。
监测和采集信号
用户可以在程序运行的过程中监测、跟踪和记录信号数据。
信号监测是实时显示当前的信号值。
信号跟踪允许客户捕获、存储和显示突发数据,类似于数字示波器的行为。
用信号记录可获得整个程序执行期间的数据。
并且允许选择将记录的数据存储在目标机内存或文件系统。
在测试期间或之后,采集到的信号可以上传到主机用户显示、分析和存档。
示波器定义和控制
示波器是一个图形显示组件,可以用于主机或目标机来监测和获取信号数据。
示波器支持多种触发方式,用来控制数据采集的时间和时长。
同一个示波器上可显示多条曲线,还可以同时定义多个示波器。
开发用户GUI界面
xPC Target有两个很强的应用程序接口,分别是:xPC Target API和COM API。
通
过这两种接口方式用户可以充分的进行控制、观察信号和对xPC Target的参数进行调整,用户可以来创建用户自己的GUI完成这些功能。
无论是用Visual Basic、Visual C/C++、Tcl/ TK,Perl/TK等任何开发工具开发的GUI都可以被作为子程序和COM组件被连接起来。
通过和任何xPC Target应用程序的接口,只要它在另外一台计算机上运行就可以连接到用户的目标系统中。
I/O接口
为了与传感器、执行器和其它物理设备连接,xPC提供各种设备驱动,包括ISA总线、P C/104、PCI、CompactPCI总线的各种IO板卡,这些板卡都是由业内领先的厂家生产提供的。
所支持的IO类型包括AD、DA、脉冲(PWM)发生和采集、增量编码器、LVDT/RVDT/、共享/反射内存、网络(UDP/IP)、串口(RS-232/422/485)、总线(CAN、J1939、ARINC 429 MIL-STD-1553)。
最新支持的I/O设备参阅/xpctarget./hardware
编写用户自定设备驱动
xPC Target提供大量的第三方板卡驱动。
这些驱动在xPC Target库以Simulink模块的形式提供。
如果用户板卡的驱动没有提供,可以自己编写。
驱动开发提供了工具、向导、示例和源码来帮助用户。
用xPC Target Embedded Option开发实时应用程序
xPC Target Embedded Option是xPC Target的扩展,它将应用程序和xPC Target 内核捆绑在一个镜像,可以在内核启动后自动的允许程序。
用户可以将这个镜像安装在目标机的硬盘或闪存上。
这个组合的镜像可以在不连接主机的情况下自动加载和执行。
目标硬件系统的配置
用户能使用任何带有xPC Target的PC机硬件,包括用于快速原型应用的TargetBox。
目标PC机系统的配置的信息包括I/O的组成可以查阅:
/xpctarget/hardware上的xPC Target硬件选择指南和交互式的硬件选择指南。
平台和系统要求
平台和系统的要求,可以查看该网页
/xpctarget
PC Target Embedded Option
——在PC硬件平台上的实时应用部署
xPC Target Embedded Option™扩展了xPC Target™(独立有效)的功能,为低成本PC机硬件平台上的系统运行提供了便利的部署功能。
用户可以将嵌入式实时系统配置到PC 机进行产品形成、数据采集、校准及测试应用等。
无需运行license,使得多重系统的配置更加简易。
Real-Time Windows Target
——在PC机上实时运行Simulink模型
Real-Time Windows Target允许在PC系统上实时运行Simulink 以及Stateflow模型。
用户可以通过Simulink来创建实时程序并可以控制该程序的执行。
使用Real-Time Windows Target可以生成C代码,经过编译及链接后,通过PC机的I/O接口和硬件联接。
在整个操作过程中,可以同时运行其他Windows程序。
I/O设备驱动可以支持各种I/O板卡,连接实时系统中的传感器,执行器和其他实验、开发和测试设备。
用户可以编辑Simulink中的模块框图,使用Real-Time Workshop创建新的实时二进制文件。
这种集成的环境使得用户可以快速的应用各种设计,无需繁琐的手工编程和调试。
特点
∙在台式机或笔记本上实时运行模型
∙提供高速的小延迟点对点数据处理,符合控制系统设计要
求
∙采样率可高达10K
∙可以采用250多种实时数据I/O板
∙与Simulink的外部模式集成使用,支持在线调参,使用Simulink的输出(Scope)实时显示输出信号数据
∙包含C编译器用于编译链接实时代码
∙支持Simulink配置集configuration sets来对同一模型进行实时和离线的切换
强大功能
由于有了Real-Time Windows Target,用户可以实时地将传感器,执行部件,控制器及其他真实物理部件与Simulink模型直接相连,搭建物理系统的实时原型。
有了这种能力,用户的Simulink模型可以实时的采集,进行动态计算并输出真实的控制信号,实时的测试用户的设计。
整个开发过程是:首先在Simulink下创建系统的框图,然后利用RTW自动产生C代码,
最后创建在Real-Time Windows Target上实时可运行代码。
∙可以反复设计,而且速度快,只需编辑Simulink框图模型而不需要编辑代码
∙使用Real-Time Windows Target不需要手写代码和调试,加快了设计速度
∙MathWorks提供了Windows下高度优化的实时内核,这种内核运行在Windows最高优先级(Ring 0),支持单任务和多任务
∙超过250个PC I/O板用于实时输入输出
∙可以实时地调整参数,当实时代码在运行时,用户可以修改Simulink模型中的参数值,这个新的参数值自动的传递给正在实时运行的模型
∙支持Simulink的外部模式,可以使用Gauges Blockset作为交互界面。
同时,用户可以使用外部模式来存储运行数据,数据以MAT文件格式存储。
∙在代码运行期间,使用Simulink 中的Scope模块观察输出信号。
∙支持PCMCIA卡,适用于便携式电脑实现快速原型。