如何測(cè)試帶服務(wù)接口的Simulink模型？

在Matlab 2022a之后引入了Service Interface的建模元素，這讓Simulink模型擁有了向外部其他模型提供函數(shù)的能力，也為服務(wù)接口建模語(yǔ)義打下基礎(chǔ)。

“模型可以對(duì)外提供函數(shù)功能”

新的建模元素帶來一個(gè)問題：如何對(duì)服務(wù)接口進(jìn)行測(cè)試呢？經(jīng)過嘗試（在2022b環(huán)境下），如果對(duì)包含服務(wù)接口的模型直接創(chuàng)建test harness會(huì)造成Maltab的崩潰。原因是Simulink Test工具箱還未支持Service Inteface接口的測(cè)試模型自動(dòng)生成，且沒有做好異常檢測(cè)，從而導(dǎo)致軟件崩潰。那么，我們?nèi)绾螌?duì)這類模型進(jìn)行測(cè)試呢？

測(cè)試是可以進(jìn)行的，只不過是思路要從直接測(cè)試新接口，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^包裝“樁模型”來間接測(cè)試。這算是針對(duì)Matlab當(dāng)前特性的一種變通。

我們通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來了解這種方法。下面是目標(biāo)被測(cè)模型的功能：實(shí)現(xiàn)一個(gè)特殊加法函數(shù)，該加法函數(shù)接受兩個(gè)被加數(shù)，返回被加數(shù)1、被加數(shù)2、固定偏置的和；該模型不直接求加數(shù)，而是借助外部的基礎(chǔ)加法函數(shù)。

“一個(gè)簡(jiǎn)單的示例”

由于用到了Service Interface，使用System Composer來生成是最方便的事情。因此我們創(chuàng)建如下System Composer模型，配置好接口定義，并生成行為模型。

“借助System Composer模型快速生成目標(biāo)模型”

“自動(dòng)生成的行為模型，需要一點(diǎn)改造”

“按照功能需求完成改造”

下面就到了比較關(guān)鍵的一步，即：創(chuàng)建一個(gè)新的測(cè)試用的System Composer模型，并補(bǔ)充上游調(diào)用模型和下游響應(yīng)模型。

我們初步創(chuàng)建如下模型，然后逐步完善它。

首先是完成服務(wù)接口的連接，然后生成對(duì)應(yīng)行為模型。

對(duì)于Source模型，我們需要補(bǔ)充其功能，即實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的加法。

對(duì)于Trigger模型，我們需要對(duì)外暴露函數(shù)參數(shù)的輸入接口。對(duì)于這個(gè)函數(shù)來說，需要u1和u2兩個(gè)參數(shù)。同時(shí)，我們也需要對(duì)外暴露函數(shù)的返回值，因此新建輸出接口y。同時(shí)不要忘記把子模型的接口連接到外部System Composer模型的根部，因?yàn)槲覀冞€是在借助System Composer來進(jìn)行測(cè)試，如果不和System Composer模型建立聯(lián)系，那么測(cè)試數(shù)據(jù)是無法傳入的。

我們對(duì)此測(cè)試專用的System Composer模型創(chuàng)建test harness。

根據(jù)我個(gè)人的喜好，選擇test sequence來創(chuàng)建測(cè)試用例，可以很方便地創(chuàng)建函數(shù)調(diào)用，且基于場(chǎng)景測(cè)試。

于是我們就得到了一個(gè)測(cè)試對(duì)象。

點(diǎn)擊test sequence來編輯測(cè)試用例。這里需要對(duì)測(cè)試用例做如下說明：函數(shù)調(diào)用的方法是發(fā)出一個(gè)函數(shù)觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)與之配套的函數(shù)參數(shù)也要及時(shí)賦值；采用 if t == xx ... end的語(yǔ)句來觸發(fā)函數(shù)調(diào)用，這是因?yàn)閠est sequence本質(zhì)上是一個(gè)信號(hào)發(fā)生器，如果不限定時(shí)刻，test sequence會(huì)按照默認(rèn)的時(shí)間節(jié)奏（如默認(rèn)0.2s周期）反復(fù)產(chǎn)生信號(hào)，這對(duì)我們測(cè)試函數(shù)調(diào)度是不利的。

完成測(cè)試用例的編寫之后，我們還需要設(shè)置觀測(cè)。在我們關(guān)注的輸出信號(hào)線上打上log標(biāo)簽，在模型層面全局打開log event選項(xiàng)來記錄函數(shù)調(diào)度情況。

運(yùn)行仿真，可以看到這兩個(gè)圖標(biāo)都提示有結(jié)果輸出。

我們打開Data Inspector，觀察輸出y值的情況?？梢钥吹椒抡娣衔覀兊念A(yù)期。

我們打開Sequence Viewer觀測(cè)函數(shù)調(diào)用情況，也符合我們的預(yù)期。

除此之外，根據(jù)實(shí)踐，如果System Composer的輸入輸出接口是Bus類型的話，需要使用Bus Element In和Bus Element Out（且設(shè)置為non-virtual）才能夠通過仿真；如果使用Inport和Outport（設(shè)置數(shù)據(jù)類型為Bus），仿真將會(huì)報(bào)錯(cuò)。

以上就是測(cè)試帶服務(wù)接口的Simulink模型的方法。相比普通的Simulink模型測(cè)試方法，帶服務(wù)接口的模型測(cè)試更加繁瑣和復(fù)雜，希望在未來高版本的Matlab會(huì)有更加用戶友好的方式解決此問題。