在這方面，Visteon公司正在使用多目標建模技術開發動力控制系統。他們的方法以數據字典的創建為基礎，而數據字典用來控制模型仿真和嵌入式代碼生成時使用的數據類型。利用這種方法可以仿真設計思路，并根據各種嵌入式處理器選項試驗各種處理器的算法功能。仿真環境有助于設計師在軟件實現前就確定數據分辨率和量化對系統性能的影響。一旦選好了合適的嵌入式處理器，代碼就能自動生成和創建，并被集成進產品ECU。仿真和代碼生成環境由MathWorks公司的Simulink及Real-Time Workshop Embedded Coder提供。本文將介紹使用多目標建模方法開發動力ECU的技術、工具以及因此帶來的好處。
人工的多目標實現方法
支持各種硬件架構的傳統方法是人工開發代碼。這些代碼接口方便，并且很容易從一種架構改成另一種架構。這種方法的挑戰是，工程師很難將他們的浮點算法轉換成定點設計。轉換過程要求提供各種變量和參數的換算系數和其它定點信息。另外，也很難創建和維持這樣一種軟件層，它能以一種易用的方式提供高層算法和定點軟件實現之間的足夠的抽象(abstraction）。
從浮點到定點架構的軟件設計和接口會給開發過程帶來其它問題，包括：
1. 建立換算信息要花很長時間；
2. 測試定點上溢和下溢是一件很繁瑣的工作。每次數學運算都要求用小和值進行分析和測試，才能滿足上溢和下溢檢查的需求；
3. 人工設計和編碼技術很容易出錯。
圖1：Visteon公司動力系統的多目標建模架構。
基于模型的多目標實現方法
在20世紀90年代，Visteon公司開始研究模型和自動代碼生成在動力傳動系統中的應用。調查結果使Visteon公司決定從人工開發方法轉向模型設計方法。這種方法的轉換在過去六年中一直在進行，因為已有的手工編碼生產模塊需要根據要求逐步轉換成Simulink模型。在這段時間內也引入了Real-Time Workshop Embedded Coder的自動代碼生成功能。該功能已在產品ECU實現中用來從模型中自動產生代碼。
目前模型設計方法已在汽車產業中得到廣泛使用，使用建模、仿真和自動代碼生成的好處也已眾所周知。Visteon公司建立了完整的建模環境，可以幫助設計師使用多目標、自動代碼生成方法快速部署不同的硬件架構。該方法需要利用外部數據字典來約束從模型架構生成的代碼的格式和結構。
模型設計環境
多目標模型與數據類型無關。初模型使用的數據類型是主機執行仿真時可用的字長度(例如雙精度實數)。這樣就提供了被建議算法的理想行為。如果行為能令人滿意，就可以再增加特定的目標實現，使模型適合產品ECU的要求。
圖2：數據字典例子。
為了使模型符合特定目標要求，需要將數據字典和特定硬件信息裝載進MATLAB工作區。同時提供數據字典和基準通用模型的鏈接機制。自動化換算工具可以使轉換和驗證過程更加便利。自動化代碼生成就是將定點設計翻譯成產品代碼的過程。接著Visteon公司工程師將軟硬件組件集成進終的產品ECU中，以便今后進一步的驗證和確認操作。
圖1給出了Visteon公司動力系統使用的通用模型架構，并說明了如何使用多個數據字典實現特定目標細節。
一旦行為令人滿意，通用模型就被納入Visteon公司的配置管理系統中，并作為動力算法庫中的一個組件放置在知識架上。工程師可以隨時通過復用存儲在算法庫中的模型組件創建新的算法。
模型設計工具
Simulink公司通過使用信號和參數數據對象支持面向數據字典的數據規范?？梢岳眉虞d進MATLAB工作區的外部數據字典確定數據對象。一旦開始仿真或代碼生成，Simulink或Real-Time Workshop Embedded Coder就開始檢查模型中已被命名的信號或參數在工作區中是否有對應的數據對象。如果工作區中存在對象，就可以在仿真和代碼生成過程中使用數據對象的屬性。
圖3：通用模型例子。
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圖2就是具有數據對象的工作區例子?？梢再x于數據對象的數據屬性包括了初始值、數據類型、存儲類、描述、小和值等。除此之外，還可以賦于定點屬性，如字長度、小數長度或二進制小數點、有符號或無符號等等。使用數據對象進行仿真和代碼生成的通用模型如圖3所示。這些例子描述的技術并不代表Visteon公司專有的產品數據或模型。
在建立通用模型后，Visteon公司的軟件工程師就要為他們需要的目標架構創建并換成特定的數據字典，然后使用這個數據字典進行仿真和代碼生成。然而，創建一個的定點數據字典需要花很長的時間，這是因為在確定換算系數時需要做多方面的折衷考慮。工程師需要選擇能夠提供足夠精度但在已知范圍內的換算系數。如果換算系數的選擇不夠充分，那么當結果超過字長時可能發生數字上溢或下溢。
在選擇換算系數時自動換算工具被證明是非常有用的。這些工具能夠非常容易地確定仿真期間是否會發生上溢或下溢。圖4是來自Simulink定點用戶接口工具的輸出例子。在這個例子中，數據記錄顯示了仿真過程中信號獲得的小和值。在這種情況下，所有信號都在范圍之內。如果發生上溢或飽和，數據記錄會標志這一事件，從而促使設計工程師調查問題原因，并選擇新的正確的換算系數。
如果需要額外的保護，設計師可以使用由Simulink在模塊參數對話框中提供的飽和設置在計算中增加上溢保護。飽和檢查對生成代碼的效率來說非常重要，下面的結論部分將提到這一點。
產品ECU程序的結果
Visteon動力系統實現了用于發動機管理系統的產品化浮點和定點的應用。對開發過程來說的好處是顯著減少了時間和成本。在有個案例中，Visteon公司在三個月內就完成了ECU軟件的開發，如果采用手工編碼方案的話起碼要6個月。
圖4：自動換算工具和記錄結果例子。
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與人工編碼相比，浮點自動代碼的效率也有所提高，使用的RAM和ROM空間要少5%左右。定點自動代碼效率幾乎接近手工編碼效率。在對導航程序中定點代碼的初始分析過程中，Visteon公司將對前面討論過的飽和檢查進行確認，這將對定點代碼效率起關鍵作用。如果每次定點計算都激活了飽和檢查，那么代碼長度會有顯著增加。然而，如果象在手工編碼中做的那樣只在需要時做飽和檢查，那么生成代碼所需的RAM和ROM空間基本上等于手工編碼所需的空間。
另外需要注意的是，為了確保獲得高質量的代碼，開發人員仍要使用靜態分析工具和MISRA檢查器對自動代碼進行檢查。