MUXlab : Simulation et option Calibration de la librairie

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MUXlab : Simulation et option
Calibration de la librairie Simulink
Guide utilisateur
21/07/2006
DUT-MUX-0278 /V1.0
Auteur :
Julien Baujot
Approbation :
Jean-Yves Berenger
Page laissée intentionnellement blanche
MUXlab : Simulation et option Calibration de la librairie Simulink - Guide utilisateur
I. Contenu
I. CONTENU .............................................................................................................................. 1
II. AVERTISSEMENTS............................................................................................................ 2
III. BUT DU DOCUMENT ....................................................................................................... 3
IV. PRESENTATION GENERALE ........................................................................................ 4
IV.1 Environnement du produit ............................................................................................ 4
IV.2 Installation des interfaces.............................................................................................. 4
IV.3 Installation du logiciel................................................................................................... 5
IV.4 Modes de fonctionnement............................................................................................. 6
IV.4.1 Simulation /Emulation...................................................................................... 6
IV.4.2 Mode Simulation ASC ..................................................................................... 7
IV.4.3 Mode Calibration.............................................................................................. 7
V. DESCRIPTION DU BLOCKSET SIMULATION ............................................................ 8
V.1 Bloc NSI-CONNECT..................................................................................................... 8
V.2 Bloc RTClock................................................................................................................. 9
V.3 Bloc NSI_CAN_NODE ................................................................................................. 9
V.4 Bloc ASC_EXTRACT ................................................................................................... 9
VI. BLOCS MUXLAB BI-CAN I/O COMPATIBLES........................................................... 11
VI.1 INIT_CAN .................................................................................................................... 11
VI.2 Bloc RX CAN ............................................................................................................... 12
VI.3 Bloc TX CAN ............................................................................................................... 13
VI.4 Bloc INIT_LIN ............................................................................................................. 14
VI.5 Bloc RX LIN................................................................................................................. 14
VI.6 Bloc TX LIN ................................................................................................................. 15
VI.7 Bloc CHANGE_TABLE LIN....................................................................................... 15
VI.8 Bloc LIN State .............................................................................................................. 16
VI.9 Bloc LIN Wake-up........................................................................................................ 16
VI.10 Bloc LIN Sleep ........................................................................................................... 17
VI.11 Bloc Calibration .......................................................................................................... 18
VI.12 Bloc Measure .............................................................................................................. 18
VII. ANNEXE :........................................................................................................................... 19
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II. Avertissements
Les éléments contenus dans ce document sont fournis à titre d'information. Ils pourront faire
l'objet de modifications sans préavis et ne sauraient en aucune manière engager la société
anonyme NSI.
La société anonyme NSI ne saurait en aucun cas être tenue pour responsable d'une quelconque
erreur contenue dans ce document, ainsi que des éventuelles conséquences pouvant en
résulter.
Aucune partie de ce document ne peut être reproduite à d'autres fins que l'usage personnel de
l'acheteur sans la permission expresse et écrite de la société anonyme NSI.
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III. But du document
Le but de ce document est de donner à l'utilisateur toutes les informations nécessaires à
l'installation et l'utilisation de MUXlab Simulation
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IV. Présentation générale
IV.1 Environnement du produit
Le logiciel est conçu pour fonctionner avec une licence Matlab release 13 (6.5) et
Simulink (5.0). OS supportés : Windows 2000 et XP.
Simulink est utilisé comme environnement de simulation de systèmes distribués sur
réseaux CAN et LIN.
La librairie MUXlab Simulation permet de simuler et d’émuler une architecture de
calculateurs communicants par réseau CAN ou/et LIN. La simulation d’architecture permet la
conception de fonctions distribuées sur un réseau et la validation de ces fonctions distribuées
par l’émulation d’un ou plusieurs calculateurs sur un bus réel.
L’émulation se fait par des interfaces USB NSI : la MUXy light et la MUXy box.
La MUXy light permet d’émuler un canal CAN High-speed. La MUXy box permet d’émuler
deux canaux CAN High-speed ou Low-speed ainsi qu’un bus LIN.
L’interface NSI CAN PCMCIA peut être utilisée en complément des interfaces USB
afin d’assurer la fonction calibration/mesure.
Les interfaces MUXy doivent posséder une licence adéquate pour pouvoir être
utilisées avec MUXlab Simulation. L’utilisation de la carte CAN PCMCIA nécessite la
présence d’une interface MUXy.
IV.2 Installation des interfaces
• MUXy light :
Lors de la première connexion de la MUXy light avec votre PC, une fenêtre apparaît et
vous demande de rechercher le driver MUXy light, naviguez vers votre lecteur CD-ROM et
sélectionnez le répertoire « Pilotes PC – PC Drivers\ MUXy light ». Validez le fichier
NSIU2KLT.SYS, le driver s’installe.
• MUXy box :
Lors de la première connexion de la MUXy box avec votre PC, une fenêtre apparaît et
vous demande de rechercher le driver MUXy box, naviguez vers votre lecteur CD-ROM et
sélectionnez « Pilotes PC – PC Drivers\ MUXy box ». Validez le fichier NSIU2KBO.SYS, le
driver s’installe.
• CAN PCMCIA :
Lors de la première connexion de la CAN PCMCIA avec votre PC, une fenêtre apparaît et
vous demande de rechercher le driver CAN PCMCIA, naviguez vers votre lecteur CD-ROM
et sélectionnez « Pilotes PC – PC Drivers\ CANPC2000ex\Win2K_XP». Validez le fichier
NSIU2KIS.SYS, le driver s’installe.
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Pour plus de détails voir DUT-MUX-0221 (MUXy light), DUT-MUX-0217 (MUXy box) et
DUT-MUX-0191 dans le répertoire (Documents\ CANPC2000ex).
IV.3 Installation du logiciel
Le logiciel est une extension la librairie Bi-CAN I/O MUXlab pour la génération de
code. L’installation reprend le même principe que celle décrite dans DUT-MUX-252 à
savoir :
Recopiez le répertoire BiCANIO dans le répertoire toolbox de Matlab.
Assurez vous que le fichier efuji.tmf du répertoire BiCANIO/bin ne soit pas en lecture
seule sinon la compilation ne pourra pas se faire.
Placez-vous dans le répertoire BiCANIO et tapez setup dans la fenêtre de commande Matlab.
La fenêtre suivante apparaît :
Appuyez sur le bouton Rechercher, naviguez pour trouver le répertoire du compilateur
Softune, validez.
Remarque : Si vous n’utilisez pas la génération de code, il n’est pas nécessaire de rechercher
le compilateur.
Appuyez sur OK
La librairie est installée.
Vérifiez que le path a été déclaré dans Matlab, dans le menu File entrez dans Set path.
Vous devez voir apparaître ~\Matlab6p5\toolbox\BiCANIO\src et
~\Matlab6p5\toolbox\BiCANIO\bin sinon faire add with Subfolders et ajouter le répertoire
BiCANIO.
S’il y a des problèmes lors de la compilation, entrez dans file puis Préférences puis général
appuyez sur le bouton update toolbox cache.
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IV.4 Modes de fonctionnement
Actuellement trois modes de fonctionnement sont possibles : la Simulation/émulation
d’architecture (online ou offline), la prise en charge de fichiers enregistrés *.asc
d’enregistrement CAN et enfin la fonction de calibration et d’acquisition de paramètres et de
variables interne à la base matérielle de prototypage rapide Bi-CAN I/O MUXlab.
Les deux premiers modes correspondent à la même licence d’utilisation, le troisième est une
licence spécifique.
IV.4.1 Simulation /Emulation
Tx_Id1
ECU2 réel :
Tx ID2
Rx ID1
Tx_Id2
Interface
CAN/LIN
Tx_Id1 Rx_Id2
Rx_Id1 Tx_Id2
Rx_Id1 Rx_Id2
ECU1
ECU2
ECU3
Simulink : Mode Simulation d’architecture
La simulation d’architecture a pour but d’associer à un modèle Simulink les blocs de
communication permettant de simuler la communication entre les différents calculateurs.
Cette fonction autorise pour chaque ECU un mode émulé ou virtuel :
une ECU émulé verra l’ensemble de ses blocs de communication en émission et en
réception être exécutés durant la simulation (ECU1 et 3).
Une ECU virtuelle n’exécutera pas les bloc d’émission : cela permet de connecter par
l’interface USB le calculateur réel pour l’interfacer avec le reste du modèle (ECU2)
Chacune des ECUs peut être soit émulée soit virtuelle. Si toutes les ECU sont virtuelles, la
simulation se fait uniquement dans Matlab.
Ce mode signifie que les données des blocs Rx dans une ECU proviennent des blocs TX des
autres ECU. Par exemple dans l’ECU 1, les trames RX_ECU2 et RX ECU_3 proviennent des
blocs TX_ECU2 et TX_ECU3, ceci permet de simuler des fonctions distribuées. Si une ECU
passe en mode émulation cela signifie que l’ECU est émulée par Simulink sur un Bus CAN
réel, les ECU virtuelles sont donc supposées êtres présentes sur le bus CAN tous les blocs RX
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extrairons les données du bus CAN et les transmettrons dans le modèle. Les émissions sur le
bus CAN ne seront faites que pour les ECU émulées.
IV.4.2 Mode Simulation ASC
Le mode simulation ASC permet à partir d’un fichier d’enregistrement de stimuler le modèle.
Les blocs RX émettent dans le modèle les données à partir du fichier ASC si toutes les ECU
sont virtuelles sinon l’ECU émulée envoie sur le bus CAN des données enregistrées du fichier
ASC suivant l’identificateur à émettre et les réceptions se font directement sur le bus CAN.
Simulation totale : Réception à partir d’un fichier asc, aucune transmission du modèle vers le
CAN, mais transmission virtuelle dans le modèle.
Au moins un nœud émulé : transmission à partir du fichier ASC du nœud émulé et réception
à partir du bus CAN pour toutes le ECU.
IV.4.3 Mode Calibration
L’option calibration de MUXlab Simulation permet l’acquisition en temps réel des valeurs
des variables internes de façon périodique et la mise à jour des paramètres interne de façon
manuelle par l’édition et la modification de la valeur du paramètre dans le bloc calibration.
La communication se fait par CCP sur une Bi-CAN I/O MUXlab par le bus CAN N°1 en
utilisant les identificateurs CAN définis dans le bloc INIT_CAN.
En combinant l’utilisation de la fonction Simulation d’architecture et la fonction calibration, il
est alors possible d’émuler une partie des calculateurs dans Matlab en parallèle de la
calibration de la Bi-CAN I/O MUXlab pour simuler l’environnement. Le modèle de la BiCAN I/O doit être virtuel, les autres calculateurs peuvent être émulés.
ECU2 réel
Tx_Id1
Tx_Id2
Interface
CAN/LIN
Rx_Id2
CCP
Tx_Id1
Rx_Id1
Rx_Id2
Rx_Id1 Tx_Id2 Calibration
ECU1
Mode Emulé
ECU2
Mode Virtuel
ECU3
Mode Emulé
Simulink : mode Calibration
et Mesure
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V. Description du blockset SIMULATION
V.1 Bloc NSI-CONNECT
Ce bloc assure la connexion des canaux virtuels CAN ou LIN du modèle aux canaux
physiques des boîtiers MUXy light ou MUXy box. Il permet en plus de choisir parmi les 3
modes de fonctionnement décrits précédemment.
3 canaux virtuels sont utilisables CAN 1, CAN 2 et LIN. Ils sont configurables dans le modèle
(débit, base de données) à partir des blocs INIT_CAN et INIT_LIN des sous librairies CAN et
LIN. Une fois l’attribution des canaux effectuée, appuyer sur le bouton Connect. Il faut penser
à reconnecter les canaux à chaque ouverture du modèle et si possible penser à se déconnecter
à la fermeture. Lors de la génération de code, il faut aussi penser à déconnecter les canaux qui
possèdent une licence de prototypage rapide. La déconnexion se fait par un simple double clic
sur le bloc qui passe en mode RTW.
Lors du choix du mode Calibration, deux champs supplémentaires apparaissent. Le premier
permet de spécifier le chemin vers le fichier mapping mémoire du modèle compilé à calibrer
et une checkbox pour signifier ou non l’utilisation d’une CAN PCMCIA pour la calibration.
Le fichier mapping mémoire se situe dans le répertoire work de la toolbox BiCANIO dans un
répertoire dont le nom est le nom du modèle compilé avec le suffixe _efuji_rtw.
La carte CAN PCMCIA assure une plus grande précision et une fréquence plus élevée pour
les périodes d’acquisition des variables.
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V.2 Bloc RTClock
Ce bloc assure une exécution pseudo-temps réel du modèle. Les périodes d’échantillonnages
sont ainsi respectées, ce qui permet l’émulation d’un calculateur et la validation
d’algorithmes.
Le paramètre correspond à la période d’exécution du bloc elle doit être la période minimale
d’exécution du modèle, ici la période est de10ms, il est préférable d’exécuter le modèle à cette
période (au minimum 1 ms) sachant que contrairement à la génération de code, vous pouvez
exécuter le modèle en fixed step multi tasking ou en variable step.
V.3 Bloc NSI_CAN_NODE
Ce bloc est à placer dans un sous-système représentant une ECU. Il permet de faire basculer
une ECU du mode virtuel au mode émulé par un double clic sur le bloc. Tous les blocs de
réception ou de transmission placés dans le sous-système détecteront leur mode d’exécution.
Par défaut si le bloc n’est pas présent les blocs se considèrent virtuels.
V.4 Bloc ASC_EXTRACT
Ce bloc permet l’extraction des différents identificateurs CAN lus dans un fichier ASC,
provenant d’un MUXlog ou d’un CANalyzer en fichier .mat. Les fichiers .mat sont placés
dans la toolbox BiCANIO dans le répertoire work dans un répertoire qui a pour nom : le nom
du modèle avec le suffixe _asc_extract. L’extraction de ces données permet l’utilisation du
mode replay from asc. Ce mode a pour but de créer des stimuli réalistes sur les entrées d’un
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modèle puisqu’ils ont été enregistrés sur un bus réel afin de vérifier que la conception est
correcte par rapport au cahier des charges.
Si toutes les ECU sont virtuelles les blocs réception extraient les signaux à partir des fichiers
ASC si l’identificateur a été extrait du fichier .asc, sinon ils utilisent les données envoyées par
le bloc de transmission ayant le même identificateur.
Si au moins une ECU est émulée dans ce mode, alors elle est considérée comme source de
données et ces transmissions sur le bus réel ne se font à pas à partir des données du modèle
mais à partir du fichier asc. Les réceptions se font par contre toutes à partir du bus réel.
Remarque : le LIN ne fonctionne pas dans ce mode.
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VI. Blocs MUXlab Bi-CAN I/O compatibles
VI.1 INIT_CAN
Ce bloc initialise le gestionnaire de protocole CAN, il récupère en particulier le débit du
réseau les 4 débits les plus courants sont implémentés 125, 250, 500, 1000 Kbps. Il est
possible d’initialiser les deux gestionnaires de protocoles (si vous cochez Can2). Vous devez
aussi indiquer dans ce bloc l’emplacement des fichiers dbc (un par canal) avec lequel le
modèle doit fonctionner.
L’option USE_CCP n’est utilisée que dans le cas où vous désirez faire de la calibration. Vous
définissez alors les identificateurs de la trame en réception (commandes CCP : CRO) et de la
trame en émission (réponses CCP : DTO) en hexadécimal (ex : pour l’Identificateur 0x 200
tapez : 200).
Les champs acceptance mask ne sont utiles pour la simulation.
Ne placez jamais ce bloc dans un sous-système, il doit être toujours placé dans le modèle
principal.
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VI.2 Bloc RX CAN
Le bloc de réception CAN permet de récupérer les signaux extraits en tache de fond
pour les utiliser dans le modèle. La réception de message est liée à un Buffer (pour la Bi-CAN
I/O), il n’y a pas de pile de réception. Ce buffer n’est pas à prendre en compte pour la
simulation et l’émulation d’architecture. Il y a au maximum 64 identificateurs CAN
déclarables dans un modèle en réception ou/et en émission ce qui veut dire qu’un bloc RX et
un bloc TX qui possèdent le même identificateur ne compte que pour 1 identificateur.
Recherchez le nom du message que vous voulez avoir en réception dans la zone
message. Dans le cas de messageries importantes, la liste des messages ne pourra pas
entièrement apparaître à l’écran et certains messages ne seront pas accessibles. Pour pouvoir
les sélectionner, sélectionnez un message quelconque de la liste, la liste disparaît alors mais le
message reste sélectionné vous pouvez alors faire défiler la liste des messages grâce au
flèches directionnelles haut et bas de votre clavier.
Vous définissez de plus sur quel canal CAN le message est reçu. Enfin la période
d’échantillonnage du bloc doit être indiquée.
Enfin vous pouvez choisir les signaux de la trame que vous voulez utiliser pour votre
modèle en supprimant les signaux inutiles de la liste signal. Il est conseillé de supprimer les
signaux non exploités dans le modèle pour diminuer le temps de traitement.
Pour conserver cette configuration, vous devez désélectionner l’option recharger les
signaux lorsque vous la re-sélectionnez tous les signaux sont rechargés. A noter que l’option
doit être sélectionnée lorsque vous changez de message sinon les anciens signaux seront
conservés.
Le dernier port du bloc appelé RX_STATUS indique si la trame a été reçue depuis le
dernier échantillonnage du bloc.
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Si lors de l’utilisation de blocs CAN des messages d’erreurs apparaissent faites un clear
workspace dans le menu edit de Matlab.
Remarques :
- les types de sortie des ports du bloc sont des entiers non signés, si le signal est déclaré signé
dans la base de données dbc, il y a deux possibilités :
- Soit le signal déclaré dans la dbc est d’une taille classique (8,
16, 32 bits) et vous pouvez utiliser le bloc Data type et
décocher saturate on overflow pour le signer. (voir demo
sign_signals)
-
Soit le signal a une taille non courante (4, 12, 23 etc.) vous
pouvez alors utiliser le bloc sign_can_signal derrière le bloc
réception afin de le transformer en signal 8, 16 ou 32 bits
signé. (voir demo sign_signals)
- Les signaux ne prennent pas en compte les gains et offset définis dans les bases de données
dbc ce qui n’impose pas le passage en calcul flottant et assure un gain de rapidité. SI vous
voulez les prendre en compte il faut placer un bloc gain et somme derrière un bloc data type
conversion.
VI.3 Bloc TX CAN
Le bloc émission permet de configurer une trame en émission à une période donnée par
sample time.
Vous devez spécifier sur quel canal CAN vous voulez transmettre ce message.
Le choix du message se fait comme pour le bloc réception.
Il y a au maximum 64 identificateurs CAN déclarables dans un modèle en réception ou/et en
émission ce qui veut dire qu’un bloc RX et un bloc TX qui possèdent le même identificateur
ne compte que pour 1 identificateur. Attention toutefois, les trames sont supposées
périodiques, ce qui est pris en charge par les boîtiers MUXy (32 messages périodiques pour
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MUXy light, 16 par canal pour MUXy box). Il est possible d’utiliser des trames
événementielles en mettant une valeur de -1 au paramètre sampletime. Lorsque il y a plus de
messages périodiques utilisés dans le modèle que ne le permet l’interface, ces messages sont
transmis de manière événementielle ce qui n’assure pas le respect des périodes déclarées et
peut provoquer un ralentissement de l’exécution.
VI.4 Bloc INIT_LIN
Le paramètre mode qui permet de choisir entre master et slave différencie un nœud maître
d’un nœud esclave au sens du protocole LIN. Le nœud maître possède différentes tables de
messages définis avec des intervalles d’émission. Le maître commence à envoyer l’entête du
message en particulier l’identificateur du message et l’esclave qui produit les signaux de cette
trame termine la transmission en envoyant les données. La librairie supporte le protocole LIN
1.2 et 1.3. Cependant les event-triggered frames ne sont pas supportées et ne doivent pas être
utilisées dans une des tables de séquencement.
Ce bloc initialise le débit de communication LIN du noeud, qui peut varier de 4000 à 20000
Bauds.
Vous devez aussi indiquer dans la zone Fichier de configuration : l’emplacement du
fichier ldf avec lequel le modèle doit fonctionner. Ce fichier peut être enregistré n’importe où
sur votre PC et être utilisable dans Simulink.
VI.5 Bloc RX LIN
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Vous pouvez choisir le message que vous voulez produire dans la liste des messages
du fichier LDF. Le port Tx_status vous permet de savoir si le message a été envoyé depuis la
dernière mise à jour des signaux. Le port Error_counter est un compteur 8 bits du nombre
d’erreurs détectées en émission de ce message (Données écrasées, time-out émission).
VI.6 Bloc TX LIN
Vous pouvez choisir le message que vous voulez consommer dans la liste des
messages du fichier LDF. Le port Rx_status vous permet de savoir si le message a été reçu
depuis la dernière lecture des signaux. Le port Error_counter est un compteur 8 bits du
nombre d’erreurs détectées en réception de ce message (erreur checksum, time out réception).
VI.7 Bloc CHANGE_TABLE LIN
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Dans le fichier LDF sont définies différentes tables, ce bloc permet de sélectionner la
table active parmi ces tables et n’est utilisable que dans un nœud maître. Si ce bloc n’est pas
présent c’est la première table qui sera utilisée.
Il y a au maximum 8 t ables utilisables donc les valeurs en entrée de ce bloc varient de
0 à 7.
VI.8 Bloc LIN State
Donne l’état du nœud, le nœud s’endort lorsque le maître n’émet plus pendant un
temps minimal ou bien quand le maître a envoyé une trame de mise en veille.
VI.9 Bloc LIN Wake-up
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Utilisable pour un nœud maître ou esclave, le noeud envoie un signal de réveil
lorsqu’il est endormi.
VI.10 Bloc LIN Sleep
Uniquement pour le nœud maître, on envoie une trame d’endormissement du bus, il est
préférable que ce soit un bloc triggé.
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VI.11 Bloc Calibration
Ce bloc permet la déclaration de paramètres utilisables dans des blocs simulink comme des
gains, des constantes, etc. A la mise en veille, ces paramètres sont enregistrés, ils seront donc
conservés au prochain réveil ou à la prochaine mise sous tension de la Bi-CAN I/O.
Ce bloc est fonctionnel uniquement avec une option calibration. Il permet de modifier des
valeurs de paramètres en temps réel sur une cible Bi-CAN I/O MUXlab. Contrairement à son
utilisation pour la génération de code, il faut que l’option inline parameters soit décochée
pour modifier la valeur en temps réel.
VI.12 Bloc Measure
Ce bloc permet de visualiser périodiquement la valeur d’une variable déclarée dans un fichier
mapping mémoire.
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VII. Annexe :
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Historique
Version
Auteur
V1.0 J. Baujot
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Date
Modifications apportées
21/04/06 Edition initiale
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