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系统开发的确认和验证

确认和验证系统开发的一种方法是使用 V 模型。

系统开发的 V 模型

V 模型是系统开发的一种图形表现形式，它突出了系统开发过程中的验证和确认步骤。V 模型的左侧标识通往代码生成的步骤，包括系统规范和详细的软件设计。V 模型的右侧重点在于对左侧提到的步骤进行验证和确认，包括软件和系统集成。

V-model for system development

根据您的应用程序及其在开发过程中的作用，您可以重点关注 V 模型中的一个或多个步骤，或者在 V 模型的多个阶段重复的步骤。代码生成技术及其相关产品还提供了一些工具，可供您在系统开发的 V 模型中应用。有关如何将 MathWorks® 代码生成技术及其相关产品应用于 V 模型开发过程的详细信息，请参阅：

V 模型中的仿真和原型类型

系统开发的 V 模型可应用于不同类型的仿真和原型构建，如快速仿真、系统仿真、快速原型和目标硬件上的快速原型。下表比较了系统开发的 V 模型中显示的 V 模型图左侧标识的仿真和原型类型。

 仿真快速仿真系统仿真、快速原型目标硬件上的快速原型
目的测试和确认概念模型的功能 非实时细化、测试和确认概念模型的功能 验证新想法并进行研究在开发过程中细化和标定设计
执行硬件开发计算机

开发计算机

在 MATLAB® 和 Simulink® 环境外运行的独立的可执行文件

PC 或非目标硬件嵌入式计算单元 (ECU) 或近似生产环境的硬件
代码效率和 I/O 延迟不适用不适用不太重视代码效率和 I/O 延迟较为重视代码效率和 I/O 延迟
易用性和成本

可以仿真组件（算法或控制器）和环境（或被控对象）

Simulink 中的普通模式仿真允许您在验证过程中访问、显示和调优数据

可以加快 Simulink 仿真速度

轻松仿真包含组件的混合动力系统的模型和环境模型

适用于运行批量仿真或蒙特卡罗仿真

可以通过使用脚本以交互方式或编程方式用不同的数据集重复仿真，而无需重建模型

可连接 Simulink 以监测信号和调优参数

可能需要自定义实时仿真器和硬件

可使用经济实惠的现成 PC 硬件和 I/O 卡完成

可使用现有硬件以降低成本和获得更多便利

V 模型中的在环测试类型

下表比较了系统开发的 V 模型中 V 模型图右侧标识的验证过程的在环测试类型。

 SIL 仿真嵌入式硬件上的 PIL 仿真指令集仿真器上的 PIL 仿真HIL 仿真
目的验证组件源代码 验证组件目标代码验证组件目标代码验证系统功能
保真度和精确度

两个选项：

以相同的源代码作为目标，但可能存在数值差异

更改源代码以仿真字长，但对定点数学运算为位精确

相同的目标代码

对定点数学运算为位精确

周期精确，因为代码在硬件上运行

相同的目标代码

对定点数学运算为位精确

可能达不到周期精确

相同的可执行代码

对定点数学运算为位精确

周期精确

使用真实和模拟的系统 I/O

执行平台开发计算机目标硬件开发计算机目标硬件
易用性和成本

桌面便捷性

仅在 Simulink 中执行

降低了硬件成本

在台式计算机或测试平台上执行

使用硬件 - 流程板和电缆

桌面便捷性

在具有 Simulink 和集成开发环境 (IDE) 的开发计算机上执行

降低了硬件成本

在测试平台上或实验室中执行

使用硬件 - 处理器、嵌入式计算单元 (ECU)、I/O 设备和电缆

实时功能非实时非实时（在样本之间）非实时（在样本之间）硬实时