使用 MATLAB 和 Simulink 进行验证、确认和测试

基于模型的设计中验证和确认嵌入式系统

工程团队使用基于模型的设计以及 MATLAB® 和 Simulink® 设计复杂的嵌入式系统,生成产品级 C、C++ 和 HDL 代码。MathWorks 工具支持仿真测试和基于形式化方法的静态分析,让基于模型的设计更为严谨也更趋自动化,可以尽早发现错误,提高质量水平。

借助 MATLAB 和 Simulink,您能够:

  • 从需求追溯到架构、设计、测试和代码
  • 证明您的设计符合需求且不存在严重的运行时错误
  • 检查合规性并测量模型和代码的质量
  • 自动生成测试用例,以提高测试覆盖率
  • 生成报告和工件,并对照标准(例如 DO-178ISO 26262)进行认证。

“相比过去的手工编码,采用基于模型的设计后,我们的人工成本降低了 30%,测试成本降低了 20%,而生产效率却提升了 30% 以上。我们提前完成了 ECU 开发,同时还在公司内部建立起自己的软件开发团队。”

Daming Li, Weichai Power

使用 MATLAB 和 Simulink 进行验证和确认

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特别专题:基于模型的设计和协同工作流

需求验证

开发流程始于非形式化文本需求,它们可以存储在文档、电子表格或 IBM® Rational® DOORS® 等需求管理工具中。Simulink Requirements™ 可用于查看、创建和管理需求以及架构、设计、生成的代码和测试工件。在 System Composer™、Simulink、Stateflow® 或 Simulink Test™ 中的 MATLAB 测试中,您都可以创建从需求到设计的数字主线。通过追溯,您可以识别实现或测试缺口,快速了解更改对设计或测试的影响。您可以查看、同步和管理来自第三方工具的需求,以建立与开发流程中其他工具之间的可追溯性。

借助 Simulink Test 中的时态评估,您可以采用可评估、可调试的自然语言形式以精确的语义指定评估,从而验证文本需求。


认证标准合规性

对照标准自动验证模型和代码,这些标准包括 DO-178、ISO 26262、IEC 61508、IEC 62304 和 MathWorks Advisory Board (MAB) 风格指南等。Simulink Check™ 提供行业认可的检查和指标,用于识别开发过程中违反标准和指南的情况。您可以创建自定义检查以针对自己的标准或指南实现合规。IEC Certification Kit(面向 ISO 26262 和 IEC 61508)和 DO Qualification Kit(面向 DO-178)提供了工具鉴定工件、证书和测试套件,可帮助您鉴定代码生成和验证产品,并简化嵌入式系统认证。


证明不存在错误并形式化验证需求

形式化验证可找出导致整数溢出、死逻辑、数组访问越界和除以零的隐藏设计错误,同时无需对设计进行仿真。Simulink Design Verifier™ 可以形式化验证您的设计中不存在错误或安全漏洞。Simulink Design Verifier 还可以证明您的设计符合关键需求。如果发现例外,它会自动生成反例以用于调试。


自动测试生成

识别测试缺口、非预期功能或需求错误非常重要。Simulink Coverage™ 可以计算测试期间模型或生成代码的执行比例。它支持多种行业标准指标,包括条件、决策、修正条件/决策覆盖率 (MCDC) 以及自定义覆盖率目标。Simulink Design Verifier 可以自动生成测试用例,帮助您解决覆盖率完整性问题,以实现结构性和功能性覆盖率目标。


静态代码分析

在验证手写代码和生成的代码时,Polyspace® 产品通过形式化方法找出缺陷并证明不存在严重运行时错误,同时无需执行测试用例或代码。Polyspace Bug Finder™ 可以检查是否符合 MISRA®、ISO 26262、IEC 61508 和 DO-178 等标准或 FDA 法规,并记录到文档。您可以检查是否存在软件安全漏洞,以及是否符合 CWE、CERT-C、ISO/IEC 17961 或其他标准。Polyspace Code Prover™ 可以执行静态分析,证明在 C 和 C++ 源代码中不存在溢出、除以零、数组访问越界或其他运行时错误。


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