一般單片機應用系統的產品開發采用的是自下而上的過程，即根據應用的需求，選擇相應的從器件進行系統的硬件設計、制作、調試到軟件功能實現函數。在系統設計過程中，開發人員首先必須對特定硬件有較深入的了解，再總結出可以使用的方案。這種開發流程最大的弊端是，軟件設計過程對硬件的依賴性很強，軟件設計受到特定硬件平臺的限制，而利用MATLAB／SIMULINK／RTW，可以完成一種基于模型的自上而下的開發流程。這種開發流程先搭建好整個系統的模型，可以直接設計算法，并且在SIMULINK中完成仿真過程。當仿真結構達到設計要求時，再通過RTW自動生成C代碼，由嵌入式交叉編譯工具生成在目標機上運行的應用程序，可縮短產品的研發周期，降低產品的研發成本。 1 MATLAB／RTW代碼生成原理 RTW（Real_Time Workshop）是MathWorks公司提供的代碼自動生成工具，它可以使SIMULINK模型自動生成面向不同目標的代碼。MATLAB7．O能生成ANSIC、ISO C和GNU源代碼，它還提供了一個開放的接口，供第三方或者用戶自己制定其他語言代碼的自動生成。通過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的代碼生成過程如圖l所示。 由圖1可知，用戶建立了SIMULINK模型，MAT LAB/RTW將該模型生成一個rtw文件，提供給目標語言編譯器TLC，系統再通過指定的目標編譯工具將各個模塊編譯、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ARM上的移植 利用MATLAB／RTW功能在ARM上進行程序開發的方案有多種。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，不需要用戶對編譯環境作任何更改，就能實現代碼的生成和下載。其次，可以先在ARM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FTP遠程下載該模塊。這種方案在RTW生成代碼時，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，RTW生成目標C源代碼后由專用的ARM開發下載工具ADS編譯和下載程序。這里介紹第3種方案。 RTW的代碼生成過程分為4個步驟：①分析模型并對模型描述文件進行編譯；②由TLC從模型中生成代碼；③生成自定義的聯編文件（makefile）；④生成可執行程序。 模型分析過程中，首先計算對應的仿真和模塊參數、采樣時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編文件model.mk，指導聯編程序從源代碼、主程序、庫文件或用戶自定義模塊進行編譯和鏈接。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。 代碼生成過程中，與目標系統相關的文件有system.tle、system.tmf和system_main.c等，這3個文件存在于matlab7/rtw/c文件夾中。每一種目標機都有1個system.tle、1個system_main.c和若干個system.tmf。創建自定義的目標編譯環境，需要創建以上3個文件。以LPC2200.tmf和LPC2200_main.c三個文件。為了簡化建立過程，在matlab7/rtw/c中先建立LPC2200文件夾，將通用實時目標grt中的grt.tlc、grt_lcc.tmf和grt_main.c復制到該文件夾中，并改名為LPC2200.tlc、LPC2200.tmf和LPC2200_main.c。修改LPC2200.tlc中指定的模板聯編文件： 在LPC2200_main.c中添加目標啟動函數，包含文件和接口驅動程序。這樣就構建了自定義目標的開發環境。在MATLAB/RTW的目標編譯器參數中多了1個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LPC2200.tmf，如圖3所示。 參數設置好，單擊Build按鈕，RTW就能自動生成適合在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 本文介紹的方法，已在ARM和51單片機上實現了相應的應用系統。通過快速生成代碼原型，降低了設計者手工編寫代碼的復雜度，加快了設計進程。對于一種固定的目標硬件系統，只要一次設計好編譯環境，就可以實現SIMULINK模型到ARM上的移植，即半實物仿真。本設計中， 不足之處在于沒有在目標機ARM系統上加載操作系統，因而每次更改模型時，必須重新下載所有的代碼，不適用于遠程程序下載。