MBD 开发工具链技术白皮书

+MBD/├── +Project/        项目管理├── +Template/       模型模板├── +Data/           数据字典管理├── +CodeGen/        代码生成├── +Check/          模型检查├── +Test/           测试验证├── +DocGen/         文档生成├── +Workflow/       工作流引擎└── +Safety/         ISO 26262 功能安全    ├── +Requirement/   安全需求管理    ├── +HARA/          危害分析与风险评估    ├── +Traceability/  追溯矩阵    ├── +Analysis/      安全分析 (FMEA)    └── +VandV/         验证与确认

% 创建 AUTOSAR 风格项目project = MBD.Project.createProject('EngineECU', ...    'Template', 'autosar', ...     % basic | autosar | multirate    'Location', 'C:\Projects', ...    'DataDict', true, ...    'GitInit', true);

EngineECU/├── models/              Simulink 模型文件│   ├── subsystems/      子系统库│   └── reference/       参考模型├── data/                数据字典与参数│   └── calibration/     标定数据├── code/                自动生成的代码│   ├── src/             C 源代码│   └── include/         头文件├── tests/               测试用例│   ├── unit/            单元测试│   ├── integration/     集成测试│   └── harness/         测试框架├── docs/                设计文档│   ├── interface/       接口文档│   └── requirements/    需求文档├── reports/             生成报告└── tools/               项目专属脚本

% 创建标准化子系统（3输入/2输出）MBD.Template.createSubsystem('MyModel', 'Controller', ...    'Inputs', 3, 'Outputs', 2, ...    'Description', '主控制器', ...    'Color', [0.85 0.95 1.0]);% 创建可复用库MBD.Template.createLibrary('MyLib', ...    'Blocks', {'Block1', 'Block2', 'Block3'});

% 创建信号对象sig = MBD.Data.createSignal('Name', 'SIG_VehicleSpeed', ...    'DataType', 'single', ...    'Unit', 'km/h', ...    'Min', 0, 'Max', 300);% 创建参数对象param = MBD.Data.createParameter('Name', 'PARAM_TorqueGain', ...    'Value', 2.5, ...    'DataType', 'single');% 添加到数据字典MBD.Data.addToDictionary('data/EngineECU_data.sldd', ...    'SIG_VehicleSpeed', sig);

% 生成代码result = MBD.CodeGen.generateCode('EngineECU_main', ...    'OutputFolder', 'code', ...    'BuildType', 'model', ...    'Report', true);% 代码度量分析metrics = MBD.CodeGen.getCodeMetrics('EngineECU_main');

report = MBD.Check.runModelCheck('EngineECU_main', ...    'AutoFix', true, ...    'ReportPath', 'reports/check.mat');

% 创建测试框架（自动适配 Simulink Test 或基础 Harness）harness = MBD.Test.createTestHarness('EngineECU_main', ...    'Source', 'SignalBuilder', ...    'SaveFolder', 'tests/harness');% 运行单元测试result = MBD.Test.runUnitTest('EngineECU_main', ...    'StopTime', 10, ...    'AbsTol', 1e-6);

report = MBD.DocGen.generateReport('EngineECU_main', ...    'Format', 'html', ...    'Sections', {'overview', 'interface', 'code'}, ...    'OutputPath', 'reports');

result = MBD.Workflow.runFullWorkflow('EngineECU_main', ...    'SkipCheck', false, ...    'SkipCodeGen', false, ...    'SkipTest', false, ...    'SkipDoc', false, ...    'AutoFix', true);

模型检查 → 代码生成 → 单元测试 → 文档生成

% 创建安全需求req = MBD.Safety.Requirement.createSafetyRequirement(...    'ID', 'SG001', ...    'Type', 'SG', ...           % SG | FSR | TSR    'ASIL', 'D', ...            % QM | A | B | C | D    'Description', '防止电机扭矩失控', ...    'AllocatedTo', 'TorqueController');% 管理需求数据库MBD.Safety.Requirement.manageRequirements('add', ...    'FilePath', 'safety_req.mat', 'Req', req);% 链接到模型元素MBD.Safety.Requirement.manageRequirements('link', ...    'FilePath', 'safety_req.mat', ...    'ID', 'SG001', ...    'ModelElement', 'EngineECU_main/Algorithm');% 导出报告（Excel/HTML/CSV）MBD.Safety.Requirement.manageRequirements('export', ...    'FilePath', 'safety_req.mat', 'Format', 'html');

% 定义危害事件hz = MBD.Safety.HARA.createHazard(...    'ID', 'HZ001', ...    'Description', '电机扭矩超限导致车辆失控', ...    'Item', 'MotorControl', ...    'OperationalSituation', '高速巡航', ...    'Severity', 'S3', ...       % S0-S3    'Exposure', 'E4', ...       % E0-E4    'Controllability', 'C3');   % C0-C3% ASIL 自动计算规则% S3 + E4 + C3 → ASIL-D% S3 + E4 + C2 → ASIL-C% ...% 执行 HARA 分析result = MBD.Safety.HARA.runHARA('MotorControl', ...    [hz1, hz2, hz3], ...        % 危害列表    [sg1, sg2]);                 % 安全目标列表

% 生成追溯矩阵traceMat = MBD.Safety.Traceability.createTraceMatrix(...    'ReqDB', 'safety_req.mat', ...    'Model', 'EngineECU_main', ...    'CodeFolder', 'code/src', ...    'TestFolder', 'tests/unit');% 导出 HTML 报告（含覆盖率统计）MBD.Safety.Traceability.exportTraceReport(traceMat, ...    'trace_report.html');

% 定义失效模式fm = struct('Component', 'MCU', ...    'Mode', '时钟失效', ...    'Cause', 'EMI 干扰', ...    'Effect', '控制丢失', ...    'Severity', 8, ...          % 1-10    'Occurrence', 3, ...        % 1-10    'Detection', 4, ...         % 1-10    'SafetyRelated', true);% 执行 FMEAfmea = MBD.Safety.Analysis.runFMEA('MotorControl', ...    {'MCU', 'Sensor', 'Actuator'}, ...    [fm1, fm2, fm3]);

% 创建安全测试用例test = MBD.Safety.VandV.createSafetyTest(...    'ReqID', 'SG001', ...    'Type', 'FaultInjection', ...   % Unit | Integration | HIL | FaultInjection    'Method', 'FaultTree', ...    'ASIL', 'D');% 验证安全目标result = MBD.Safety.VandV.verifySafetyGoal(safetyGoal, testResults);

cd('MBD_Toolchain/app');launchApp();

[首页]        确认环境就绪    ↓[项目管理]    创建 "EngineECU" 项目（autosar 模板）    ↓[模型开发]    创建子系统 "TorqueController"（3 in / 2 out）    ↓[数据字典]    创建信号 SIG_TorqueCmd、参数 PARAM_MaxTorque    ↓[ISO 26262]   添加安全需求 SG001 → 运行 HARA → 生成追溯矩阵    ↓[模型检查]    运行检查，自动修复问题    ↓[代码生成]    生成 C 代码    ↓[测试验证]    创建测试框架 → 运行单元测试    ↓[工作流]      执行完整工作流验证

% 将工具链添加到 MATLAB 路径addpath(genpath('MBD_Toolchain'));% 初始化工具链init_toolchain();

% 创建基础项目project = MBD.Project.createProject('DemoProject', ...    'Template', 'basic', ...    'Location', pwd);% 打开主模型open_system('DemoProject_main');

% 创建安全需求req = MBD.Safety.Requirement.createSafetyRequirement(...    'ID', 'SG001', ...    'Type', 'SG', ...    'ASIL', 'D', ...    'Description', '防止系统输出超出安全阈值');% 保存到数据库MBD.Safety.Requirement.manageRequirements('create', ...    'FilePath', 'safety_req.mat');MBD.Safety.Requirement.manageRequirements('add', ...    'FilePath', 'safety_req.mat', 'Req', req);

% 一键执行检查→代码→测试→文档MBD.Workflow.runFullWorkflow('DemoProject_main');

lanchAPP

function issues = checkCustomRule(modelName)    issues = {};    % 自定义检查逻辑    blocks = find_system(modelName, 'BlockType', 'Gain');    for i = 1:length(blocks)        gainVal = get_param(blocks{i}, 'Gain');        if strcmp(gainVal, '0')            issues{end+1} = sprintf('[%s] Gain 值为 0', blocks{i});        end    endend

% 创建自定义配置集cs = Simulink.ConfigSet;cs.Name = 'MyCustomConfig';set_param(cs, 'SystemTargetFile', 'ert.tlc');set_param(cs, 'TargetLang', 'C');set_param(cs, 'CustomHeaderCode', '#include "my_platform.h"');% 应用到代码生成MBD.CodeGen.generateCode('MyModel', 'Config', cs);

% Jenkins/GitLab CI 脚本示例init_toolchain();try    MBD.Workflow.runFullWorkflow('MyModel_main', ...        'SkipDoc', true, ...        'OutputFolder', 'ci_output');    exit(0);catch    exit(1);end

MBD_Toolchain/├── +MBD/                    MATLAB 核心功能包│   ├── +Project/            项目管理（2 个函数）│   ├── +Template/           模型模板（2 个函数）│   ├── +Data/               数据字典（3 个函数）│   ├── +CodeGen/            代码生成（2 个函数）│   ├── +Check/              模型检查（1 个函数）│   ├── +Test/               测试验证（2 个函数）│   ├── +DocGen/             文档生成（1 个函数）│   ├── +Workflow/           工作流引擎（1 个函数）│   ├── +Utils/              工具函数（3 个函数）│   └── +Safety/             ISO 26262 功能安全│       ├── +Requirement/    安全需求管理（2 个函数）│       ├── +HARA/           危害分析（2 个函数）│       ├── +Traceability/   追溯矩阵（2 个函数）│       ├── +Analysis/       安全分析（1 个函数）│       └── +VandV/          验证确认（2 个函数）├── app/│   ├── MBDToolchainApp.m    集成化 App（~980 行）│   ├── launchApp.m          启动脚本│   └── diagnose.m           环境诊断脚本├── scripts/                 便捷入口脚本│   ├── init_toolchain.m     工具链初始化│   ├── create_project.m     项目创建向导│   └── run_full_workflow.m  工作流快捷脚本├── configs/                 配置文件├── examples/                示例项目├── tests/                   自测脚本└── docs/                    文档    ├── README.md            使用文档    ├── APP_GUIDE.md         App 指南    └── INTRODUCTION.md      本白皮书