透過模型架構工程，連結設計與測試工作流程

​原本緊密相連、有效率的合作可能會因為以下幾個障礙而受阻： 

• 採用適合即時執行作業的演算法，這種模型通常必須透過在開發機器上運行的設計軟體來編譯，才能匯入執行測試軟體的即時控制器並使用 
• 決定與設計模型互動的最佳方法 
• 儀控化程式碼以取得有意義的結果 
• 使用硬體或實驗室 

現在來看看設計工程師 Dan 以及測試工程師 Tessa 的工作。Dan 負責編寫油電混合車 (HEV) 系統控制的演算法。他主要使用的是 MathWorks MATLAB® 與 Simulink® 軟體，對於即時安裝作業不是很了解。他目前正在更新控制器程式碼以整合新的感測器輸入。

Dan 直接將設計交給 Tessa (所謂的「把問題丟給別人」)，然而兩人之間的協調次數並不多。接著，Tessa 透過硬體迴路 (HIL) 測試方法與工具，測試 ECU 控制軟體與 I/O。她主要使用的是 NI 軟硬體測試系統。對於控制演算法實作方式，她並不是很了解。她目前的工作是要針對 Dan 設計的 HEV 控制測試新系統。由於沒有整合式工具，Tessa 無法輕易取得 Dan 的更新程式以在測試系統上執行。

Dan 與 Tessa 之間的互動聽起來是不是很熟悉？這就是設計團隊與測試團隊之間，無法有效率合作最常見的寫照。 

NI 許多客戶的設計團隊與測試團隊之間，都因為以下這些摩擦點而有類似的問題： 

• 團隊之間的任務交接沒有經過任何協調作業 (所謂的「把問題丟給別人」) 
• 版本相容性 
• 幾乎或根本沒有相關記錄的工作流程 
• 設計工具與測試工具之間的平台問題 (Windows/Linux、桌上型/Real-Time、32 位元/64 位元、編譯器差別等) 

這些挑戰導致組織無法透過同級最佳的方法，達成測試面面俱到的目標。

多數工程師會盡可能進行各方面的測試，主要是因為測試不足所可能產生的隱藏成本與風險：重複作業的成本、實際使用發現問題而須承擔法律責任、產品召回，以及對品牌形象與市佔率的不良影響。但是如時間 (時程)、成本 (預算)、人員 (專業知識) 等資源有限，測試範圍通常只能到一定程度，無法針對一個問題再投入更多資源。反之，只要從根本上改變測試方法與流程，就能在既有限制內提升工作效率，進而達成測試面面俱到的目標。因此，有能力進行這種轉變就能大幅提升競爭優勢，因為轉變後能事半功倍、將風險降至最低，同時最大化方案實施的品質與效能。

透過模型架構工程來連結設計與測試工作流程，是提升設計與測試效率的基本方法，甚至能產生二次效應。這種方法讓開發產品能夠提早進入測試階段 (從開發構想到實驗室，再從實驗室到實際測試)，如此工程師便能提早發先錯誤、縮短演算法除錯時間，並且更有效率地在設計/測試週期間迭代作業。

要建立這種數位執行緒 (這是團隊用來溝通的常見語言)，就要先建立可互通的工具鏈。

^{圖 1：透過數位執行緒資料、程式碼與軟體元件連結的設計與測試工作流程。}

團隊需要轉譯層才能進行雙向的資訊交流，進而減少重複作業、除錯與重複執行作業。MathWorks 與 NI 了解模型是設計團隊與測試團隊之間最主要的溝通方式，所以我們努力進行這一方面的研究。

模型當中富含各種資訊。當中說明了系統的各種功能，並且提供基本概念，讓相關人員能順利建立測試案例並量化測試需求。將設計作業所用的相同模型整合到測試工作流程中，即可透過常見平台，針對受測裝置與元件來評估效能與模擬實際的情況。如此一來就能讓測試團隊不再受限於工具的需求，進而能夠與設計人員以相同語言溝通。

藉由以模型為團隊間主要溝通方式來建立數位執行緒，即可提升開發效率。這種方法透過專門用來合作的互通工具，將設計與測試工作流程連結。也因此，這種解決方案能讓 Dan 與 Tessa 更合作無間、測試頻率提升，進而讓組織提升競爭優勢。

MathWorks 與 NI 已提升 Simulink 與 VeriStand 之間的相容性。我們現在採用版本一致的方式 (例如 MATLAB R2020a 版本與 VeriStand R2020 相容)。同時我們也持續合作來進行後續的改善作業，例如將目前聯合工作流程中更多手動的作業自動化，以及針對機型階層中的訊號與參數提供更深入的分析。

^{圖 2：Mathworks Simulink 模型整合至即時測試軟體。}

^{圖 3: 針對模型迴路與硬體迴路測試，從設計到驗證測試的軟硬體工具整合。}

• NI 與 MathWorks 進行產品介面合作
• 了解如何在 VeriStand 中使用 Simulink 軟體的模型
• 了解如何使用 VeriStand 打造 Real-Time 測試應用
• 深入了解如何優化 V&V 測試工作流程

部分內容是由 MathWorks 的 Paul Barnard 所提供。

MATLAB® 與 SIMULINK® 是 THE MATHWORKS, INC. 的註冊商標。LINUX® 註冊商標為 LMI 授權使用。LMI 取得了品牌全球擁有者 LINUS TORVALDS 的獨家授權。