構建RTW下的嵌入式系統開(kāi)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(dòng)生成工具，它可以使SIMULINK模型自動(dòng)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(gè)開(kāi)放的接口，供第三方或者用戶(hù)自己制定其他語(yǔ)言代碼的自動(dòng)生成。通過(guò)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等系統上的可執行文件。
RTW的代碼生成過(guò)程如圖l所示。

由圖1可知，用戶(hù)建立了SIMULINK模型，MAT LAB/RTW將該模型生成一個(gè)rtw文件，提供給目標語(yǔ)言編譯器TLC，系統再通過(guò)指定的目標編譯工具將各個(gè)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再調用make函數將源程序編譯成能在目標機上運行的可執行文件，用戶(hù)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A(yíng)RM上的移植
利用MATLAB／RTW功能在A(yíng)RM上進(jìn)行程序開(kāi)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，在生成代碼和應用程序時(shí)，不需要用戶(hù)對編譯環(huán)境作任何更改，就能實(shí)現代碼的生成和下載。其次，可以先在A(yíng)RM系統上移植嵌入式操作系統，由RTW生成應用程序模塊后，通過(guò)FTP遠程下載該模塊。這種方案在RTW生成代碼時(shí)，要安裝能生成目標系統的交叉編譯工具。第3種方案是更改RTW的目標編譯方案，加入硬件驅動(dòng)，RTW生成目標C源代碼后由專(zhuān)用的ARM開(kāi)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(guò)程分為4個(gè)步驟：①分析模型并對模型描述文件進(jìn)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生成可執行程序。
模型分析過(guò)程中，首先計算對應的仿真和模塊參數、采樣時(shí)間以及工作向量的大小，確定模型中各模塊的執行次序。模型分析結束時(shí)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model.rtw，編譯和執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(hù)自定義模塊進(jìn)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行文件。

代碼生成過(guò)程中，與目標系統相關(guān)的文件有system.tle、system.tmf和system_main.c等，這3個(gè)文件存在于matlab7/rtw/c文件夾中。每一種目標機都有1個(gè)system.tle、1個(gè)system_main.c和若干個(gè)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(gè)文件。以L(fǎng)PC2200.tmf和LPC2200_main.c三個(gè)文件。為了簡(jiǎn)化建立過(guò)程，在matlab7/rtw/c中先建立LPC2200文件夾，將通用實(shí)時(shí)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L(cháng)PC2200.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中目標編譯器參數和C源代碼包含的文件等：

在LPC2200_main.c中添加目標啟動(dòng)函數，包含文件和接口驅動(dòng)程序。這樣就構建了自定義目標的開(kāi)發(fā)環(huán)境。在MATLAB/RTW的目標編譯器參數中多了1個(gè)LPC2200.tlc，如圖2所示。

選擇LPC2200目標后，在RTW主界面的Template makefile參數中出現了LPC2200.tmf，如圖3所示。

參數設置好，單擊Build按鈕，RTW就能自動(dòng)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。

結語(yǔ)

本文介紹的方法，已在A(yíng)RM和51單片機上實(shí)現了相應的應用系統。通過(guò)快速生成代碼原型，降低了設計者手工編寫(xiě)代碼的復雜度，加快了設計進(jìn)程。對于一種固定的目標硬件系統，只要一次設計好編譯環(huán)境，就可以實(shí)現SIMULINK模型到ARM上的移植，即半實(shí)物仿真。本設計中， 不足之處在于沒(méi)有在目標機ARM系統上加載操作系統，因而每次更改模型時(shí)，必須重新下載所有的代碼，不適用于遠程程序下載。