什么是基于模型的設計？

基于模型的設計是在整個開發過程中系統地使用模型。利用基于模型的設計，虛擬模型成為開發過程的核心，從而改進交付復雜系統的方式。 使用 MATLAB 和 Simulink 進行基于模型的設計，可以縮短開發周期，使開發時間至少減半。

嘗試新的設計思路和創意，并通過建模和仿真進行快速、可重復的測試

通過報告、編碼和驗證等關鍵步驟的自動化，消除人工步驟并減少人為錯誤

在需求和系統架構與組件設計和測試之間建立一個可追溯的數字線索

執行預測性維護，檢測故障，并使用模型作為數字孿生來優化運營中的系統

什么是嵌入式代碼生成？

嵌入式代碼生成從根本上改變了工程師的工作方式。如今，工程師不再需要手工編寫數千行代碼，而可以選擇自動生成產品級代碼，由此實現了效率提升、質量改進并且促進了創新。 使用 MathWorks 嵌入式代碼生成產品 Embedded Coder，您可以：

針對浮點或定點處理器設計實時應用

從 MATLAB 和 Simulink 生成 C 和 C++ 代碼

為特定處理器架構（包括 SIMD 和 GPU）優化代碼

重用手寫代碼（既有或專用功能）

分析和驗證嵌入式代碼

實現行業標準合規

使用 Embedded Coder Quick Start 在 Simulink 中快速開始生成產品級代碼。

客戶案例：Exponent Energy 公司為電動汽車開發 15 分鐘快速充電電池系統

使用基于模型的設計，Exponent Energy 快速地開發了 400V 電動汽車電池組的概念驗證 (PoC)，以及可在 15 分鐘內完全充滿電池的快速充電器。由于開發時間的縮短，Exponent Energy 能夠更快地向潛在投資者展示技術，樹立對產品的信心，并在競爭激烈的市場中確立自己的領導者地位。 基于模型的設計支持團隊之間的有效協作，尤其是在將充電算法從概念驗證轉換到部署時。此外，由于 MATLAB 和 Simulink 提供了開發算法和模型的標準化方法，新團隊成員能夠可視化設計和開發過程，輕松快速地參與復雜系統。 最后，借助 Embedded Coder Support Package for Texas Instruments C2000 Processors，工程師能夠專注于通過代碼生成將算法部署到 TI C2000 微控制器，而不是調試應用程序和驅動程序的 C 代碼，同時最大限度地降低現場風險。事實上，僅靠三名工程師就在短短 10 天內實現了 400V 快速充電器，而且他們都不是固件專家。MathWorks 應用工程和培訓團隊的支持使 Exponent Energy 能夠快速掌握必要的工具并加速開發過程。 Exponent Energy 的技術讓電池能在 15 分鐘內即充滿電。經過 3000 個充電周期后，電池容量損失不到 20%。

（上圖）Exponent Energy 的靈活能源堆棧，e^pump（快速充電器）和車上的 e-pack 電池。 （下圖）測量多個快速充電周期的（電池）健康狀態的圖 在整個過程中， Exponent Energy 取得得重要成果和優勢包括：

使用基于模型的設計將整個解決方案的開發、測試和驗證速度至少加快了五倍

借助 Embedded Coder 和面向 TI C2000 的 TSP，通過代碼生成加快了產品原型開發速度

開發了一種精確且響應迅速的 BMS，它具有改進的熱管理，經過 3000 個快速充電周期后，健康狀態仍在 80% 以上

注意：從 MATLAB R2023a 版本起，面向 TI C2000 的 HSP（硬件支持包）以 C2000 Microcontroller Blockset 形式提供。

小結

盡管基于模型的設計可能帶來一系列好處，工程管理者往往擔心改變開發流程可能帶來風險。尤其是對沒有專職人員來試驗新流程和學習新工具的小型團隊來說，這種擔憂在所難免。然而，采用基于模型的設計后，公司往往會反饋，不這么做的話風險更大。 采用基于模型的設計將從根本上改變系統開發方式。對于那些產品成本高達數千甚至數百萬美元的公司來說，哪怕只是減少一個原型，也足以在賬面上證明其回報。而對于那些產品成本較低的公司來說，如果能讓產品率先上市、贏得較高的市場份額，同樣能實現可觀的回報。于后者而言，基于模型的設計的價值驅動因素是加速開發。無論何種情況，在系統開發中采用基于模型的設計都將持續為公司帶來顯著的益處。

編輯：黃飛

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