嵌入式控制系統(tǒng)的軟體開發(fā)

機械人與自駕車是全球研發(fā)的熱門課題，兩者的共同點是極為復雜的嵌入式控制電腦系統(tǒng)。由于多變的使用環(huán)境與高要求，嵌入式控制系統(tǒng)的軟體開發(fā)需要極為周全的設計。從概念設計的軟體模擬，雛形控制器試作到最終量產控制器的驗證都需要適當的工具。

dSPACE 雛型控制器

Model-Based Design (MBD)方法是全球航太與汽車產業(yè)廣泛采用的方法。在 MBD 設計方法中:包含感測器與驅動器的標的(plant/target)系統(tǒng)，與包含微控制器與軟體的嵌入式控制器形成閉路控制系統(tǒng)。在初期的概念設計階段，兩者都以電腦模型模擬；完成后，在雛型標的系統(tǒng)上，直接使用 dSPACE 的MicroAutobox II (uBox II) 或 MicroLabbox (uLabBox)雛型控制器，發(fā)展控制軟體，進行細部設計與驗證。此階段所得的軟體模型將會轉換到量產控制器進行的驗證步驟。

uBox II & uLabBox

uBox II 和 uLabBox 是 dSPACE 新世代的單機型雛形控制開發(fā)工具。兩者都是獨立的實時電腦系統(tǒng)，體積接近一只鞋盒，攜帶方便。 uBox II 使用直流電源，可以直接裝在飛機與汽車進行實驗，而且輸出入信號的電壓準位與裝置的耐候性皆屬航太及汽車規(guī)格。 uLabBox 適用于一般工業(yè)與研發(fā)用途，除高數目的數位/類比信號及編碼器介面之外，也配置 RS-232/422. CAN 與兩個網路介面，適合機械臂與自動化設備控制器的設計研發(fā)。

uLabBox的基本架構是沿襲 uBox II，但是 uBox II 具有很大的擴充余地。除增加輸出入通道數目外，可加入嵌入式 PC 執(zhí)行 Windows 程式，自駕車感測器介面，電動馬達控制，Flexray 等通訊協定，機器學習 nVidia GPU 模組等?？稍?uBox II 建立一套完整的自駕車控制系統(tǒng)。

配合 uBox II 與 uLabBox 的軟體開發(fā)工具

開發(fā)工具在 Windows PC 執(zhí)行，它透過高速網路連接 uBox II 或 uLabBox 下載程式與交換資料。軟體包含：

 Real Time Interface：提供 uBox II 或 uLabBox 的 Simulink ? 硬體介面方塊(blockset)，連接dspace硬體與控制設計方塊，產生實時控制程式，下載后執(zhí)行。

Control Desk：提供即時資料顯示與控制以及資料擷取的功能，可以同步擷取 USB 攝影機畫面，確認資料變化的關鍵時機。

除上述兩個基礎軟體，還有模擬車輛與自駕車環(huán)境的各種軟體，可以視需要添購。

 

德國 dSPACE 在控制開發(fā)領域不但在技術上是箇中翹楚，從使用者角度，dSPACE 的硬體耐用，軟體更新支援年限非常長，而且維護費低，十分適合教育單位使用。