VisSim — это визуальная программа для создания блок-схем для моделирования динамических систем и проектирования встраиваемых систем на основе моделей с собственным визуальным языком . Она разработана компанией Visual Solutions из Уэстфорда, штат Массачусетс . Visual Solutions была приобретена компанией Altair в августе 2014 года, и ее продукты были переименованы в Altair Embed как часть пакета разработки на основе моделей Altair. С помощью Embed можно разрабатывать виртуальные прототипы динамических систем. Модели создаются путем перемещения блоков в рабочую область и их соединения с помощью мыши. Embed автоматически преобразует схемы управления в код C, готовый к загрузке на целевое оборудование.
VisSim (теперь Altair Embed) использует графическую парадигму потока данных для реализации динамических систем на основе дифференциальных уравнений. Версия 8 добавляет интерактивные диаграммы состояний, совместимые с UML OMG 2 , которые размещаются в диаграммах VisSim, что позволяет моделировать системы на основе состояний, такие как последовательность запуска технологических установок или последовательное декодирование протоколов.
VisSim/Altair Embed используется в проектировании систем управления и цифровой обработке сигналов для многодоменного моделирования и проектирования. [1] Он включает блоки для арифметических, булевых и трансцендентных функций , а также цифровых фильтров , функций передачи , численного интегрирования и интерактивного построения графиков. [2] Наиболее часто моделируемые системы: авиационные, биологические/медицинские, цифровые силовые, электродвигательные, электрические, гидравлические, механические, технологические, тепловые/ ОВК и эконометрические. [1]
Версия программного обеспечения VisSim Viewer, доступная только для чтения, доступна бесплатно и позволяет людям, не имеющим лицензии, использовать VisSim для запуска моделей VisSim. [3] Эта программа предназначена для более широкого распространения моделей при сохранении модели в опубликованном виде. [3] Программа просмотра может выполнять любую модель VisSim, и допускаются только изменения параметров блока и моделирования для иллюстрации различных сценариев проектирования. Ползунки и кнопки могут быть активированы, если они включены в модель.
Дополнение "VisSim/C-Code" генерирует код ANSI C для модели и генерирует целевой код для устройств на кристалле, таких как ШИМ, АЦП, энкодер, GPIO, I2C и т. д. Это полезно для разработки встраиваемых систем . После моделирования поведения контроллера можно сгенерировать C-код, скомпилировать и запустить на целевом устройстве. Для отладки VisSim поддерживает интерактивную связь JTAG, называемую "Hotlink", которая позволяет интерактивно изменять усиление и строить графики целевых переменных. Сгенерированный VisSim код был назван эффективным и читаемым, что делает его хорошо подходящим для разработки встраиваемых систем. [4] Автор VisSim работал в комитете X3J11 ANSI C и написал несколько компиляторов C, а также был соавтором книги по C. [5] Это глубокое понимание ANSI C и природы полученного машинного кода при компиляции является ключом к эффективности генератора кода. VisSim может работать с небольшими 16-битными системами с фиксированной точкой , такими как Texas Instruments MSP430 , используя всего 740 байт флэш-памяти и 64 байта ОЗУ для небольшой замкнутой системы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), а также обеспечивая очень высокую частоту дискретизации управления более 500 кГц на более крупных 32-битных процессорах с плавающей точкой, таких как Texas Instruments 150 МГц F28335.
Методика моделирования производительности системы в автономном режиме и последующего создания кода из моделирования известна как «разработка на основе моделей». Разработка на основе моделей для встроенных систем становится широко распространенной для производственных систем, поскольку она сокращает циклы разработки оборудования таким же образом, как архитектура на основе моделей сокращает производственные циклы разработки программного обеспечения. [6]
Построение модели — это визуальный способ описания ситуации. В инженерном контексте, вместо написания и решения системы уравнений , построение модели подразумевает использование визуальных «блоков» для решения проблемы. Преимущество использования моделей заключается в том, что в некоторых случаях проблемы, которые кажутся сложными, если их выразить математически, могут быть проще понять, если их представить в виде изображений.
VisSim использует иерархическую композицию для создания вложенных блок-схем. Типичная модель будет состоять из «виртуальных установок», составленных из различных «слоев» VisSim, объединенных при необходимости с пользовательскими блоками, написанными на C или FORTRAN. Виртуальный контроллер может быть добавлен и настроен для получения желаемого общего отклика системы. Графические элементы управления, такие как ползунки и кнопки, позволяют управлять анализом «что если» для обучения оператора или настройки контроллера.
Хотя VisSim изначально был разработан для использования инженерами по управлению , его можно использовать для любого типа математической модели.