我經(jīng)常跟做MBD開發(fā)的朋友說(shuō)：

MBD軟件開發(fā)中一定要做SIL。

為什么這么說(shuō)？下面我來(lái)掰扯掰扯。

MSIL測(cè)試的背景

SIL測(cè)試的目的是為了驗(yàn)證自動(dòng)生成的代碼和用于代碼生成的模型的一致性，做這項(xiàng)測(cè)試的初衷是因?yàn)榇a生成過(guò)程可能會(huì)引入錯(cuò)誤。注意，我這里提到的代碼生成過(guò)程出錯(cuò)，這里面可能涵蓋兩方面的錯(cuò)誤：

來(lái)自于代碼生成工具本身：代碼生成工具作為一款軟件，它和其他所有軟件一樣，都是可能有bug的，沒(méi)有哪個(gè)軟件公司可以承諾自己公司的軟件產(chǎn)品沒(méi)有bug，MathWorks也不例外；

來(lái)自于代碼生成用戶：代碼生成過(guò)程是一個(gè)可以定制化的過(guò)程，用戶在這個(gè)過(guò)程中可能做一些自己的定制，如果定制化的內(nèi)容沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、充分的驗(yàn)證，那么也是很容易引入bug的。

并且，相比之下，第二種錯(cuò)誤發(fā)生的概率會(huì)更大一些。

既然這個(gè)過(guò)程可能引入bug，那么，即便是正確的模型，也可能被生成出來(lái)不正確的代碼。為了防止這類bug，SIL測(cè)試是有必要做的。當(dāng)然，也有人說(shuō)他們對(duì)代碼生成過(guò)程不做定制，并且，他們也充分信任MathWorks的代碼生成工具。

我們選擇了代碼生成工具，選擇了代碼生成的開發(fā)模式，我們自然是信任代碼生成工具的。問(wèn)題是，信任不能保證代碼生成工具就不發(fā)生錯(cuò)誤，盡管代碼生成工具發(fā)生錯(cuò)誤的概率非常小，小到很多用戶可能從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)，但概率小不代表沒(méi)有，咱們中國(guó)有句老話，叫做“以防萬(wàn)一”，即便是非常小概率發(fā)生的事情，可一旦發(fā)生，很可能會(huì)帶來(lái)很嚴(yán)重的后果。如果可以通過(guò)增加一個(gè)環(huán)節(jié)，在基本上不增加開發(fā)成本的情況下，就可以驗(yàn)證代碼和模型的一致性，就可以避免代碼生成過(guò)程出錯(cuò)導(dǎo)致的最終結(jié)果出錯(cuò)，那我們又有什么理由拒絕呢?

沒(méi)錯(cuò)，SIL就是這樣一種測(cè)試，基本上不增加你的開發(fā)時(shí)間，又能夠“以防萬(wàn)一”。

M為什么SIL測(cè)試能夠“以防萬(wàn)一”

如上圖所示，SIL測(cè)試是對(duì)比測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中，我們給代碼編譯成的可執(zhí)行文件和用于代碼生成的模型相同的輸入，我們觀測(cè)它們的輸出是否一致，如果輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)量足夠大，能夠覆蓋各種路徑，涵蓋各種信號(hào)范圍，并且兩者的輸出結(jié)果一致，我們可以大致認(rèn)為代碼和模型做行為上是一致的。

M為什么SIL基本上不增加開發(fā)時(shí)間

測(cè)試用例創(chuàng)建

SIL測(cè)試發(fā)生在代碼生成之后，我們知道，代碼生成的前提是模型經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證，所以SIL測(cè)試階段，模型的單元測(cè)試早已完成，我們可以復(fù)用模型單元測(cè)試時(shí)使用的測(cè)試用例，所以，測(cè)試過(guò)程中耗時(shí)最多的測(cè)試用例設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在SIL測(cè)試的時(shí)候就不再是問(wèn)題。

前面我們提到，SIL測(cè)試的測(cè)試數(shù)據(jù)越多越好，如果我們認(rèn)為單元測(cè)試的測(cè)試用例不夠多，沒(méi)有關(guān)系，除了使用單元測(cè)試的測(cè)試用例之外，還可以通過(guò)工具自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試用例，在MathWorks工具鏈中，Simulink Design Verifier就可以用于自動(dòng)生成測(cè)試用例。注意，我在SIL測(cè)試的時(shí)候提到自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試用例，這種測(cè)試用例不能用于功能測(cè)試，因?yàn)檫@種測(cè)試用例不能表達(dá)功能意義，但卻能滿足覆蓋率要求。我們做SIL測(cè)試的時(shí)候，驗(yàn)證的就是相同的測(cè)試輸入條件下，代碼和模型產(chǎn)生出相同的輸出，所以這個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有必要關(guān)心功能，這個(gè)環(huán)節(jié)里，我們希望有覆蓋各種狀況的大量數(shù)據(jù)。

測(cè)試過(guò)程的執(zhí)行

在有了測(cè)試用例之后，可以通過(guò)幾行命令執(zhí)行測(cè)試過(guò)程。假如我們使用了如下命令

slvnvmakeharness(‘demo_model’)

創(chuàng)建了測(cè)試框架，如下圖：

假如測(cè)試數(shù)據(jù)已經(jīng)導(dǎo)入到SignalBuilder模塊，那么，SIL測(cè)試只需執(zhí)行如下命令：

test_frame_name=‘demo_model_harness’;

set_param(test_frame_name,‘SaveOutput’,‘on’);

set_param(test_frame_name,‘OutputSaveName’,’model_output’);

set_param(‘demo_model_harnss/TestUnit’,’SimulationMode’,’Normal’);

sim(test_frame_name);

set_param(test_frame_name,‘OutputSaveName’,’SIL_output’);

set_param(‘demo_model_harnss/TestUnit’,’SimulationMode’,’Software-in-the-Loop(SIL)’);

sim(test_frame_name);

compare_and_report(model_output,SIL_output);

兩次仿真的結(jié)果被分別保存在model_output和SIL_output里面，對(duì)比這兩個(gè)變量，并給出報(bào)告，就算是完成SIL過(guò)程了。這里compare_and_report()不是MATLAB內(nèi)置的函數(shù)，需要用戶按照自己的要求自行編寫，無(wú)非是把兩次仿真的結(jié)果做對(duì)比，并生成報(bào)告，僅此而已。

現(xiàn)在可以理解我為什么一直強(qiáng)調(diào)一定要做SIL的原因了吧？因?yàn)椋?/p>

SIL不增加開發(fā)時(shí)間，又能夠做到“以防萬(wàn)一”。

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