dSPACE Japan은 모델 기반에 의한 제어 개발용 툴 제품군을 제공하고 있으며, 자동차 엔진 제어, 브레이크 제어를 비롯해 메카트로닉스 시스템의 제어 개발을 중심으로 이용되고 있다.
많은 메카트로닉스 시스템에서는 제어 대상물로부터 받은 피드백 데이터를 토대로 제어하는 폐루프 제어를 하고 있다. 폐루프 제어를 모델 기반으로 개발하기 위해서는 제어 대상물이 되는 플랜트의 거동을 모의하는 플랜트 모델이 필요해 모델 기반 개발 프로세스 전체를 통해 제어 모델과 플랜트 모델이 이용된다.
여기서는 dSPACE Japan 주식회사(이하 dSPACE)에서 제공하고 있는 모델 기반 개발 툴 제품군과 플랜트 모델을 소개한다.
제어 로직 개발, 특히 자동차의 제어 로직 개발에는 모델링 환경으로서 미 The Mathworks사의 Simulink가 널리 사용되고 있다. Simulink에 의해 블록 다이어그램으로 기술된 제어 로직은 제어 대상물인 플랜트 모델과 함께 우선 PC 상에서 시뮬레이션하여 로직을 확인한다.
다음 단계에서는 플랜트 모델을 실제 플랜트로 치환해 시험하는 RCP(Rapid Control Prototyping)를 사용한다. RCP는 제어 모델을 실시간으로 실행할 수 있는 프로토타입 컨트롤러에 실장해 모델 실행 상황을 모니터하여 제어 파라미터를 튜닝하는 환경이 필요하다. dSPACE는 차량 탑재가 가능한 프로토타입 컨트롤러인 MicroAutoBox Ⅱ를 비롯해 사용이 편리한 RCP 시스템을 제공하고 있다. 이로써 사용자는 제어 개발에 전념할 수 있다.
실제 제어 대상을 사용해 제어 모델 확인이 종료되면 이어서 제어 모델을 양산 컨트롤러인 ECU(Electrical Control Unit)에 실장한다. 사양이 확인된 제어 모델은 그대로 ECU에 실장할 수 없지만, 자동 코드 생성 툴을 사용하면 모델에서 직접 양산 코드를 생성할 수 있다.
dSPACE는 TargetLink라는 자동 코드 생성 툴을 준비하고 있어 많은 양산 컨트롤러에 적용되고 있다. 양산 컨트롤러에 실장할 때에는 코드 품질, 신뢰성은 물론이고 메모리 등 ECU에 탑재되는 마이컴의 리소스 제약, 생성된 코드 검증 등 다양한 점을 고려해야 하는데 TargetLink는 이러한 요건을 모두 만족시킨 툴이다.
지금까지의 프로세스에서 제어 모델은 ECU에 실장된다. ECU에 실장된 소프트웨어는 HILS(Hardware In the Loop Simulation)를 이용해 테스트한다. 실시간으로 동작하는 실제 ECU 테스트에는 테스트 환경도 실시간 동작하는 실시간 시스템이어야 한다.
