本人是电力电子专业，跳到了汽车行业，做着电力电子在汽车行业应用的工作。之前只听说汽车开发要求很高，标准很严，毕竟人命关天，进入行业后，才知道门道太多了，不过也算开了眼界，知道了一些能提高效率的开发方法，回过头来才发现以前的自己好土鳖。今天分享一下感触最深的控制软件编程的问题。

控制软件是电力电子的核心之一，所有的算法逻辑都会通过控制软件去实现，可以认为软件是一个实现算法的工具。对软件的要求，就是能准确、高效的实现我们的想法就可以了。

软件方面，我的成长过程分了五个阶段。

第一个阶段是随心所欲。 

当初还在高校实验室的时候，为了做原型机，基本上就是找芯片的例程，在中断里面添代码，能输出PWM，能实现控制效果、示波器能捕捉想要的波形就达到目的了。太原始了……

第二阶段是模块化编程。

参加工作后，开始思考代码的高聚合、低耦合、复用性。代码开始做模块化编程，比如把PI调节器进行封装，设计模块的输入、输出、参数和调用方式，对模块进行测试和编写设计文档。

第三阶段是系统编程。

这时候，开始思考嵌入式芯片的控制软件应该怎么规划，怎么设计硬件层、服务层、应用层，怎么用操作系统，是否需要数据库。因为不是搞嵌入式软件出身，搞这个太痛苦。为此学习了好多高级C语言编程、操作系统等知识。

第四阶段是基于模型设计。

基于模型设计的对立面，是基于软件设计。我前面三个阶段所做的，都是基于软件设计，工作的核心内容，就是在设计软件，重复做定义变量、定义函数等工作。我觉得效率很低，因为相当于我大部分时间在学习工具，核心的控制算法反而没有太多精力和时间去提升。

目前比较土鳖的程序设计思路是这样的：先在simulink中搭建仿真模型，用模型去实现算法；仿真没问题后，开始将模型人工翻译成C语言；烧写到芯片中，进行调试。当然，稍微好一点的会做Sfunction的仿真。

基于模型设计，是在simulink中搭建仿真模型，直接进行测试，如果满足要求后，用工具直接生产C代码，然后在芯片中直接使用。当然，如果是汽车行业，不能这么简单粗暴，还有各种测试和验证，不过在大部分电力电子行业，代码基本是可以直接用的，和仿真结果基本一致。（本着严谨的态度，用了“基本”二字，但我还没发现不一致的）。

这简直是电力电子工程师的福音，只用关心控制算法，由于编程而引起的各种bug减小到了最低。我知道，你肯定会怀疑生产代码的效率。请放心，代码的水平会略高于一个中级水平的C程序员，我见过好多公司的算法开发人员，C代码水平还停留在初级阶段。而且即使你是一个高级水平的C程序员，看不起自动代码的水平，但代码自动生成在几秒内完成的工作，你可能好几天还干不完，把多余的时间拿来陪陪女朋友、老婆和孩子、看看书多好。

我知道，你肯定会问，自动生成的代码能看懂吗？我想说，确实很难看懂，大部分我只能看明白这一块代码大概是干嘛的，具体每一行代码或者某个变量的作用，基本看不懂。可是我为什么要看懂代码呢？我只要能看懂模型就可以了，C代码只是模型翻译成的一种中间语言而已，我不用看懂。编译器还会把C代码翻译成汇编，现在还有谁会去一行一行的看汇编代码呢。那看不懂代码会影响调试吗？不影响。功能性bug会在模型阶段都解决了，如真有问题，输出看两个变量就能进行问题定位。

基于模型设计真这么好，是不是不用在费心搞C语言这些了？恰恰相反，我认为对C代码越熟悉，越能利用工具生成更高效的C代码。有些代码生成选项，是建立在对C代码深刻认识上的。毕竟吃饱肚子的，不是最后一块饼。

基于模型设计难学吗？我觉得入门还算难，特别是如果你对simulink的各种参数定义不是很了解、C语言水平不是很高。不过好在现在互联网时代，网上各种资源很多。建议多去看看matlab的官网，上面有视频做一些基础的入门讲解。

第五阶段是规范建模。

不再手敲代码后，每天都跟建模打交道，期间总觉得自己的模型看着别扭，每天都想重构。后来接触了MAAB(Mathwork Automotive Advisory Board)，一个matlab写的一个关于汽车行业建模规范，包括simulink和stateflow的建模规范，里面内容很多，跟MISRA差不多，就是一些怎么命名、连线、布局的规范。这儿贴一个里面关于建模层次结构的规范。

模型应分为四层，包括顶层、触发层、结构层和数据流层。顶层应该是说明模型的输入、输出接口，和模型功能的描述。触发层是各功能块的触发条件、执行时间周期等。结构层就是各个功能块了，各功能块应该是原子系统。数据流层就是最底层，描述了数据如何计算处理。有兴趣的去网上看看这个文档吧，百度文库有，matlab网站上也有。

---

后记

1、MBD（Model based design）主要用来生成算法、逻辑相关的代码，这也是控制软件最想要做的事情，这部分和芯片关系不大。唯一的关系在于，需要设定芯片的数据类型定义，就是C语言中int数据类型，在特定的芯片中是8位的还是16位的。MBD 不擅长做和芯片底层、外设相关的设计，这部分最好是手工编写平台性代码，或者用芯片厂家提供的底层代码。MBD开发人员需要设计好接口函数即可。

2、有人问MAAB在哪儿下载？我想问这个问题的人，是习惯了互联网嗟来之食。具有独立思考和创新的第一步，就是要学会用搜索引擎。

3、我的文章第一次得到了这么多人的关注，还被收录了，很开心。其实我所写的，对于做汽车软件的人来说都是理当如此的，只是我想这个好东西应该被更多做电力电子的人知道，我也相信迟早会在行业里面推广起来的。题外话：话说matlab的这个工具，由于利益关系，mathwork公司在汽车行业里面大范围推广、开论坛讲座，却很少把它推广到电力电子领域，这是因为咱们电力电子行业要求不高，各公司没有购买matlab服务的需求。

本文转载自公众号电力电子杂谈

作者 | 陈老四

本文来源于网络，本着学习交流的目的进行转载，已标注原始作者和出处，如存在异议，请联系editor@xingongye.cn。如您对内容有疑问，请告之，以便我们及时处理。