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CosiMate协同仿真模式

 虎牙变大猫 2019-05-19

同步

CosiMate为各种系统的异构模型提供非常适合的同步方法。确实,这些方法有如下益处:

l 考虑到不同模拟语言的差异性及仿真工具的使用。

l 可以进行不同抽象层级之间的协同仿真。

当通过网络进行仿真时,CosiMate可以考虑到真正通信介质(网络实现)的固有限制。当不同层级的不同系统的部分进行协同仿真时,通常需要添加适配器(主机访问控制方式),来确保不同层级之间模型的数据交互的兼容性。

它是一种确保在转换和仿真接口之间的数据传输的路由器。同时使用同步和事件驱动模式,CosiMate为协同仿真提供非常强健稳定的同步模型。此外,一些仿真工具需要基于时间的更强大同步模型来数据交互。这种特点需要通过同步模式提供。

事件驱动协同仿真模式

图1 事件驱动协同仿真模式

在事件驱动的协同仿真模式下,路由器不会处理任何时间概念的事件,所以,整个系统并没有定义时间。

事件驱动通信模式允许事件驱动(如HDL仿真,UML模式)和/或顺序仿真。(例如C代码)。数据会很快通过通过CosiMate总线传输。路由器验证从发送器到接收器传输的数据。但是路由器并不检查接收器是否接收到有效数据。因此,应该通过在应用层定义的协议来保证通信的一致性。

l 尽管如此,CosiMate API提供足够多的灵活性来支持各种通信协议。事实上,在CosiMate软件界面上已经提供几种配置可供选择。

l 锁定输入端口:输入端口锁定包括仿真模型在内,直到一个事件通过第二个仿真利用CosiMate总线传输到第一个仿真模型时。

l 解锁输入端口:事件传输到解锁端口。假定接收机配置正确能够在正确的时间里读取数据/事件。

注:从CosiMate总线到的信号也可以用于提醒仿真工具,传输一个或者多个事件。

l 锁定和解锁端口都可以使用未缓冲或缓冲的变量。对于缓冲变量,一个FIFO(first input firsr output,先入先出)实例化及配置它的高度。FIFO的重新配置并不需要CosiMate网表重建。FIFO的宽度符合目前使用端口的数据类型的大小。

l 根据定义,输出端口作为通过CosiMate总线的传输事件/数据解锁。

重要提示:事件驱动和混合通信对目前版本的网络协同仿真不可用。尽管如此,混合协同仿真,其中事件驱动的通信发生在本地,同时同步通信通过分布式网络是允许的。

同步协同仿真模式


图2 同步数据通过同步协同仿真

T1,T2,T3代表各仿真工具计算的时间步。而T'1、T'2和T'3代表在协同总线上交互通信的时间步。

在同步协同仿真模式下,路由器采用最短时间步的同步模式:如果所有三个仿真工具连接到一起,CosiMate使用MIN(T'1,T'2,T'3)。但如果仿真工作1和2,以及1和3分别连接,然后1和2,CosiMate将使用MIN(T'1,T'2),然后1和3之间MIN(T'1,T'3)。数据交换是根据以上定义的时间步长的规则进行的。时间步是每一个仿真工具实例化的协同仿真参数。为启用同步模式,仅需要指定仿真工具实例是同步的和通过图形用户界面设计时间步(见:模型参数设置章节)。

协同仿真期间,一个路由器交换的数据通过一个或者几个指定的时间步(或者如上面所解释最小时间步)决定。

注:同步模式适用于仿真工作的求解器如:Matlab/Simulink,Saber等。

总之,三个主要时间步可以通过下图解释:

l 仿真工具同步(T’1 = T’2 = … = T’N)

CosiMate在协同仿真总线上采用单个频率同步。

l 仿真工具不同步((T’1 ≠ T’2 ≠ … ≠ T’N)

仿真工具连接到一起:唯一的频率使用,MIN(T'1,T'2,T'3)。

仿真工具不是完全连接:每一个连接体之间唯一的频率交换数据:MIN(T’1, T’2), MIN(T’M, T’P), …。


图3 三种同步情况

混合模式

混合通信模式允许事件驱动/顺序和同步(求解器)仿真工具的连接。协同仿真数据交换基于以下规则进行:

l 事件驱动的仿真工具输入端口将接收来自同步仿真工具的输出信号。

l 同步仿真工具的输入端口将定期从CosiMate总线上读取数据。然后最后接收的事件将会在同步点上读取。

注:对纯事件驱动协同仿真,通过在应用层定义的协议来保证通信的一致性。

重要提示:事件驱动和混合通信对目前版本的网络协同仿真不可用。尽管如此,混合协同仿真,其中事件驱动的通信发生在本地,同时同步通信通过分布式网络是允许的。

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