使用Stateflow实现模型调度
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应用场景
Stateflow实现调度
Stateflow实现优先级控制
应用场景
在嵌入式ECU开发中，应用层的大部分功能都是周期性任务或中断型任务。例如1ms、5ms、10ms、500ms...的周期性任务，在不同周期任务中实现信号处理、状态管理、故障诊断等。对于一些实时性要求比较高的，例如电机FOC算法，则常会在PWM中断任务中进行处理。
应用层模型中一般都会有信号处理和诊断模块，将各类信号分类成多个子模块，而各类信号的更新速率要求是不同的，例如电流、电压信号我们希望每10ms或者5ms更新一次，而温度信号每500ms或1000ms更新一次就可以了。
如果不加区分的把很多子模块都放在同一个周期任务中运行，子模块很多，且都是些查表、复杂算术运算的话，会使得CPU负载率偏高，需要对各个子功能模块进行适当的调度。
在一些非AUTOSAR架构，且无RTOS的‘裸奔’ECU中，通常会在基础软件中设计一调度器，实现各个功能任务的合理调度，而在应用层模型中我们也可以使用Stateflow来实现一定的模型调度功能
Stateflow实现调度
我们可以使用Stateflow创建如下一个调度器：
子系统的调用：
同一周期的任务都会放在同一个Function Call Subsystem里面，再按照一定的顺序执行，例如FunA_B子系统内部有FunA和FunB两个子系统，这里都放在10ms任务中进行调用
假设此模块最终生成一个step函数，代码集成时在基础软件1ms任务中调用此step函数，则可以使用此Timer_Task_Scheduler调度器实现5ms、10ms、100ms...周期任务的调度
上述模型生成代码如下：
这种调度方式，我们可以用以下示意图来表示，可能更直观：
基本采样时间为1ms，function 2-1、2-2、2-3均为5ms任务，function 3-1、3-2、3-3均为10ms任务。function 2-1、2-2、2-3会在同一个5ms任务中依次被调用，而function 3-1、3-2、3-3会在同一个10ms任务中依次被调用
在上面方法的基础上，我们可以再对任务进行‘软分频’，与第一种方法相比，思路基本相同，只是对每个周期性任务，我们可以选择不同的‘起始时刻’
基本采样时间1ms,以5ms任务为例，每当计数器cntr_5_cycle == 1时触发Timer_5msTask1_FunCall任务，计数器cntr_5_cycle == 2时触发Timer_5msTask2_FunCall任务。这两任务的周期均是5ms ，但Timer_5msTask2_FunCall要比Timer_5msTask1_FunCall晚1ms触发 。
例如对以下模块进行调度：
生成的代码如下：
调度器功能示意图：
基本采样时间为1ms，function 2-1、2-2、2-3均为5ms任务，function 3-1、3-2、3-3均为10ms任务。
在单任务情况下，有一个基本采样时间例如1ms，我们就可以使用上述调度器创建5ms、10ms、100ms...等‘伪采样’时间（同理，基本采样时间为2ms时，可以创建4ms、8ms、10ms...‘伪采样’时间）,使用这种‘软件分频’的方式，可以实现周期性任务的调度，当然这没有直接使用ECU硬件定时中断触发来的精准。
在选择调度方式时，还需要考虑下各任务模块对信号实时性的要求
Stateflow实现优先级控制
Simulink模型中子系统的执行顺序通常会受信号流以及子系统位置的影响，虽然Simulink Subsystem模块提供了Priority属性可以控制子系统的优先级，但很多建模规范中并不推荐使用此方法
我们可以使用Stateflow建立一个优先级控制模块，‘显示’的来控制各个子系统的执行顺序
例如有ResolverHandle旋变信号处理、Cos_Sin三角函数处理、CurrHandle电流采样处理，三个子系统模块，在无优先级控制的情况下，因为ResolverHandle、Cos_Sin有信号传递，生成的代码中Cos_Sin会紧跟着ResolverHandle
为了保证旋变信号和电流信号的采样时刻尽可能的接近，我们希望ResolverHandle函数之后紧跟着的是CurrHandle函数，最后再进行Cos_Sin三角函数运算。
可以使用上述建立的Stateflow优先级控制模块，对这三个子系统进行优先级的‘显示’控制，如下图：
生成的代码：
应用场景：
在嵌入式ECU开发中，应用层的大部分功能都是周期性任务或中断型任务。例如1ms、5ms、10ms、500ms...的周期性任务，在不同周期任务中实现信号处理、状态管理、故障诊断等。对于一些实时性要求比较高的，例如电机FOC算法，则常会在PWM中断任务中进行处理。
应用层模型中一般都会有信号处理和诊断模块，将各类信号分类成多个子模块，而各类信号的更新速率要求是不同的，例如电流、电压信号我们希望每10ms或者5ms更新一次，而温度信号每500ms或1000ms更新一次就可以了。
如果不加区分的把很多子模块都放在同一个周期任务中运行，子模块很多，且都是些查表、复杂算术运算的话，会使得CPU负载率偏高，需要对各个子功能模块进行适当的调度。
在一些非AUTOSAR架构，且无RTOS的‘裸奔’ECU中，通常会在基础软件中设计一调度器，实现各个功能任务的合理调度，而在应用层模型中我们也可以使用Stateflow来实现一定的模型调度功能
Stateflow实现调度：
我们可以使用Stateflow创建如下一个调度器：
子系统的调用：
同一周期的任务都会放在同一个Function Call Subsystem里面，再按照一定的顺序执行，例如FunA_B子系统内部有FunA和FunB两个子系统，这里都放在10ms任务中进行调用
假设此模块最终生成一个step函数，代码集成时在基础软件1ms任务中调用此step函数，则可以使用此Timer_Task_Scheduler调度器实现5ms、10ms、100ms...周期任务的调度
上述模型生成代码如下：
这种调度方式，我们可以用以下示意图来表示，可能更直观：
基本采样时间为1ms，function 2-1、2-2、2-3均为5ms任务，function 3-1、3-2、3-3均为10ms任务。function 2-1、2-2、2-3会在同一个5ms任务中依次被调用，而function 3-1、3-2、3-3会在同一个10ms任务中依次被调用
在上面方法的基础上，我们可以再对任务进行‘软分频’，与第一种方法相比，思路基本相同，只是对每个周期性任务，我们可以选择不同的‘起始时刻’
基本采样时间1ms,以5ms任务为例，每当计数器cntr_5_cycle == 1时触发Timer_5msTask1_FunCall任务，计数器cntr_5_cycle == 2时触发Timer_5msTask2_FunCall任务。这两任务的周期均是5ms ，但Timer_5msTask2_FunCall要比Timer_5msTask1_FunCall晚1ms触发 。
例如对以下模块进行调度：
生成的代码如下：
调度器功能示意图：
基本采样时间为1ms，function 2-1、2-2、2-3均为5ms任务，function 3-1、3-2、3-3均为10ms任务。
在单任务情况下，有一个基本采样时间例如1ms，我们就可以使用上述调度器创建5ms、10ms、100ms...等‘伪采样’时间（同理，基本采样时间为2ms时，可以创建4ms、8ms、10ms...‘伪采样’时间）,使用这种‘软件分频’的方式，可以实现周期性任务的调度，当然这没有直接使用ECU硬件定时中断触发来的精准。
在选择调度方式时，还需要考虑下各任务模块对信号实时性的要求
Stateflow实现优先级控制
Simulink模型中子系统的执行顺序通常会受信号流以及子系统位置的影响，虽然Simulink Subsystem模块提供了Priority属性可以控制子系统的优先级，但很多建模规范中并不推荐使用此方法
我们可以使用Stateflow建立一个优先级控制模块，‘显示’的来控制各个子系统的执行顺序
例如有ResolverHandle旋变信号处理、Cos_Sin三角函数处理、CurrHandle电流采样处理，三个子系统模块，在无优先级控制的情况下，因为ResolverHandle、Cos_Sin有信号传递，生成的代码中Cos_Sin会紧跟着ResolverHandle
为了保证旋变信号和电流信号的采样时刻尽可能的接近，我们希望ResolverHandle函数之后紧跟着的是CurrHandle函数，最后再进行Cos_Sin三角函数运算。
可以使用上述建立的Stateflow优先级控制模块，对这三个子系统进行优先级的‘显示’控制，如下图：
生成的代码：
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