構(gòu)建RTW下的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
1 MATLAB/RTW代碼生成原理
RTW(Real_Time Workshop)是MathWorks公司提供的代碼自動生成工具,它可以使SIMULINK模型自動生成面向不同目標的代碼。MATLAB7.O能生成ANSIC、ISO C和GNU源代碼,它還提供了一個開放的接口,供第三方或者用戶自己制定其他語言代碼的自動生成。通過MATLAB/RTW可生成在PC、ARM、DSP等設備上運行的代碼,以及在Windows、Unix、Linux、VxWorks等系統(tǒng)上的可執(zhí)行文件。
RTW的代碼生成過程如圖l所示。
由圖1可知,用戶建立了SIMULINK模型,MAT LAB/RTW將該模型生成一個rtw文件,提供給目標語言編譯器TLC,系統(tǒng)再通過指定的目標編譯工具將各個模塊編譯、鏈接成該模型的C源程序。如果選擇了編譯下載功能,則RTW再調(diào)用make函數(shù)將源程序編譯成能在目標機上運行的可執(zhí)行文件,用戶可將此文件移植到目標機上運行。
2 SIMU LlNK模型的代碼生成和在ARM上的移植
利用MATLAB/RTW功能在ARM上進行程序開發(fā)的方案有多種。最直接的方案就是選用RTW支持的軟硬件系統(tǒng),在生成代碼和應用程序時,不需要用戶對編譯環(huán)境作任何更改,就能實現(xiàn)代碼的生成和下載。其次,可以先在ARM系統(tǒng)上移植嵌入式操作系統(tǒng),由RTW生成應用程序模塊后,通過FTP遠程下載該模塊。這種方案在RTW生成代碼時,要安裝能生成目標系統(tǒng)的交叉編譯工具。第3種方案是更改RTW的目標編譯方案,加入硬件驅(qū)動,RTW生成目標C源代碼后由專用的ARM開發(fā)下載工具ADS編譯和下載程序。這里介紹第3種方案。
RTW的代碼生成過程分為4個步驟:①分析模型并對模型描述文件進行編譯;②由TLC從模型中生成代碼;③生成自定義的聯(lián)編文件(makefile);④生成可執(zhí)行程序。
模型分析過程中,首先計算對應的仿真和模塊參數(shù)、采樣時間以及工作向量的大小,確定模型中各模塊的執(zhí)行次序。模型分析結(jié)束時形成模型的中間描述文件model.rtw,再由TLC生成C源代碼。此階段根據(jù)model.rtw,編譯和執(zhí)行目標文件中的命令,生成C源代碼。第三階段是生成自定義的聯(lián)編文件model.mk,指導聯(lián)編程序從源代碼、主程序、庫文件或用戶自定義模塊進行編譯和鏈接。最后由交叉編譯工具生成可以在目標機上運行的可執(zhí)行文件。
代碼生成過程中,與目標系統(tǒng)相關的文件有system.tle、system.tmf和system_main.c等,這3個文件存在于matlab7/rtw/c文件夾中。每一種目標機都有1個system.tle、1個system_main.c和若干個system.tmf。創(chuàng)建自定義的目標編譯環(huán)境,需要創(chuàng)建以上3個文件。以LPC2200.tmf和LPC2200_main.c三個文件。為了簡化建立過程,在matlab7/rtw/c中先建立LPC2200文件夾,將通用實時目標grt中的grt.tlc、grt_lcc.tmf和grt_main.c復制到該文件夾中,并改名為LPC2200.tlc、LPC2200.tmf和LPC2200_main.c。修改LPC2200.tlc中指定的模板聯(lián)編文件:
修改LPC2200.tmf中目標編譯器參數(shù)和C源代碼包含的文件等:
在LPC2200_main.c中添加目標啟動函數(shù),包含文件和接口驅(qū)動程序。這樣就構(gòu)建了自定義目標的開發(fā)環(huán)境。在MATLAB/RTW的目標編譯器參數(shù)中多了1個LPC2200.tlc,如圖2所示。
選擇LPC2200目標后,在RTW主界面的Template makefile參數(shù)中出現(xiàn)了LPC2200.tmf,如圖3所示。
參數(shù)設置好,單擊Build按鈕,RTW就能自動生成適合在LPC2200上運行的C源代碼。將所生成的源代碼添加到ADS工程中,編譯下載后,就完成了SIMULINK模型到LPC2200上的移植。
結(jié)語
本文介紹的方法,已在ARM和51單片機上實現(xiàn)了相應的應用系統(tǒng)。通過快速生成代碼原型,降低了設計者手工編寫代碼的復雜度,加快了設計進程。對于一種固定的目標硬件系統(tǒng),只要一次設計好編譯環(huán)境,就可以實現(xiàn)SIMULINK模型到ARM上的移植,即半實物仿真。本設計中, 不足之處在于沒有在目標機ARM系統(tǒng)上加載操作系統(tǒng),因而每次更改模型時,必須重新下載所有的代碼,不適用于遠程程序下載。
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
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