Simulink si rinnova presentandosi con un nuovo editor, la cui potente tecnologia apre le strade a sviluppi importanti.
Leader mondiale nei software per il calcolo scientifico, MathWorks ha presentato la nuova release di MATLAB e Simulink, con importanti aggiornamenti che migliorano significativamente l’utilizzo e la navigazione. La semplicità d’uso ispira quest’ultima release, che risponde alla crescente complessità dei prodotti industriali, studiati attraverso la creazione di modelli con centinaia di migliaia di blocchi, con un editor evoluto, in grado di agevolare l’esplorazione del modello e con un rinnovato desktop.
di Gianluigi Rovetto
In ventotto anni di crescita tecnologica, di continui ampliamenti, sviluppi e integrazioni, MATLAB è un propulsore per tutta l’area tecnica e scientifica, uno strumento largamente utilizzato da ingegneri, ricercatori, studiosi, analisti per imprimere spinta e accelerazione a progetti, studi e innovazioni. Ma nonostante l’alta sofisticazione degli algoritmi, impegnati oggi a risolvere modelli con complessità davvero impressionante, MATLAB non ha mai dimenticato la sua missione originaria, per la quale è stato creato all’inizio degli anni '80: rendere il calcolo numerico facile da usare, immediato, subito usufruibile. È quest'idea di semplicità, radicata nello spirito dell’azienda, che spinge ancora oggi l’evoluzione del prodotto.
Migliorare l’usabilità è l’indirizzo dell’ultima release di MATLAB e Simulink, la seconda del 2012 (r2012b), voluta da MathWorks proprio per offrire una rinnovata accessibilità ai due ambienti: MATLAB per il calcolo e l’analisi dei dati, Simulink per la modellazione e simulazione dei progetti. L’ultima versione di Simulink introduce un nuovo editor che rende più semplice e più funzionale la creazione e la simulazione di modelli, mentre MATLAB si presenta ora con un nuovo desktop che agevola e facilita la ricerca delle funzionalità che servono.
Per quanto riguarda Simulink, l’abituale editor in uso da oltre 20 anni è stato rimpiazzato da un nuovo strumento molto avanzato. “Si tratta di un'evoluzione - spiega Paolo Fabbri, Application Engineer di MathWorks - e non di una rivoluzione. Tuttavia, dietro al rinnovato editor prende forma una tecnologia molto potente che apre le strade a uno sviluppo importante”.
SEMPLIFICARE CIÒ CHE È COMPLESSO
Impossibile non vedere nel nuovo editor di Simulink la risposta di MathWorks ad alcuni trend che si vanno affermando sul mercato. Come la crescente complessità dei sistemi progettati dal mondo industriale e il cui studio comporta la creazione di modelli sempre più complessi. “Una delle caratteristiche del nuovo editor è Explorer Bar, che introduce un modo intuitivo e immediato di esplorare la struttura e navigare all’interno del modello”, spiega Paolo Fabbri, che riconosce a Explorer Bar la stessa semplicità di navigazione di Windows Explorer. “È possibile accedere in modo rapido ai vari sottosistemi digitando direttamente il punto di arrivo, muovendosi in modo agile e scorrendo la struttura che appare attivando la classica vista ad albero. Con Tabbed Windows, invece, posso aprire sottosistemi chiave e averli sempre a portata di mano”.
Ad affermarsi sul mercato è anche la tendenza che vede oggi nel mondo tecnico crescere l’utilizzo del modello come nuova forma di comunicazione. Ovvero, sempre più tecnici si scambiano idee e progetti di design attraverso la tecnologia Model-Based Design, che risulta essere più comprensibile rispetto all’interpretazione di un codice C o alla lettura di un documento, magari scritto in una lingua diversa dalla propria. Però il rischio di tracciare modelli poco chiari e incomprensibili nel caso di sistemi complessi è alto. “Per risolvere questo genere di problema - spiega Paolo Fabbri - abbiamo introdotto Smart Signal Routing, un algoritmo capace di connettere fili e linee tra i vari blocchi in maniera intelligente, riducendo al minimo la sovrapposizione e ottimizzando il disegno per migliorarne la comprensione”.
Con la finalità di rendere i modelli più chiari e leggibili, evidenziamo anche il nuovo Stateflow Editor, che introduce una serie di automatismi per ridurre le sovrapposizioni di linee e consentire allineamenti. Stateflow Editor, che prima utilizzava un ambiente dedicato, con il nuovo editor di Simulink è diventato a tutti gli effetti una parte integrante di Simulink stesso.
Smart Signal Routing realizza connessioni tra blocchi in modo intelligente, migliorando la comprensione del modello.
SIMULAZIONE COMPLETA
Ultimo trend è quello della simulazione, che sempre più aziende stanno individuando quale strumento per accertare e validare le specifiche di progetto, nella realizzazione di sistemi dinamici ed embedded, prima ancora di arrivare alla costruzione del prototipo fisico. L’importanza della simulazione è testimoniata anche da un fornitore di elettronica di controllo per auto, l’americana Lear, che racconta di essere riuscita attraverso la simulazione a identificare il 95% dei difetti di progettazione, mentre la quota precedente senza Model-Based Design era circa il 30%.
Questa sorta di debug, grazie al nuovo simulatore, è possibile anche per gli stati precedenti. “La novità più consistente per il Model Based Design - spiega Paolo Fabbri - è la possibilità di simulare step by step, per meglio indagare e capire cosa avviene nel modello”.
Tra le altre funzionalità segnaliamo Simulink Projects, strumento che favorisce la collaborazione tra team, che cioè dà la possibilità a più persone di lavorare insieme sugli stessi modelli, eseguire modifiche, verificare le differenze e procedere nello sviluppo in maniera collaborativa. Inoltre, Simulink integra package di supporto per eseguire modelli su hardware target, come Arduino, Lego, Mindstorms NXT, BeagleBoard, PanelBoard, che sono hardware per sistemi embedded a basso costo molto diffusi soprattutto in ambito accademico. “Oggi Simulink - commenta Fabbri- è in grado in maniera nativa di trasformare i modelli direttamente in codice per molte piattaforme hardware, senza l’uso di prodotti aggiuntivi dedicati”.
Seguendo la stessa linea di evoluzione, MathWorks ha innovato il desktop di MATLAB, che, rispetto a quello in uso dal 2006, presenta un differente menu. Chiamato Toolstrip, quest'ultimo consente di accedere a tutte funzionalità di MATLAB in maniera intuitiva e immediata. Toolstrip è organizzato per categorie: in “Home”, per esempio, si trovano tutte le funzionalità più importanti, quelle che consentono di iniziare il lavoro, incluso l’import dei dati e la gestione delle variabili. “Plots” invece raccoglie un vasto assortimento di grafici per la rappresentazione e l’analisi dei dati. Infine con “Apps” è possibile vedere le applicazioni che MathWorks assicura con i propri prodotti.
DALL’ACCADEMIA ALL’INDUSTRIA
MATLAB, abbreviazione di “Matrix Laboratory”, fu creato alla fine degli anni ‘70 da Cleve Moler, Presidente del Dipartimento di Scienze Informatiche dell’Università del Nuovo Messico, per dare ai suoi studenti la possibilità di accedere a Linpack e Eispack senza dover programmare in Fortran. Presto si diffuse ad altre università e trovò grande pubblico tra la comunità dei matematici applicati. Il potenziale commerciale del nuovo programma fu riconosciuto da Jack Little, ingegnere, che insieme a Moler e Steve Bangert fondò nel 1984 MathWorks.
MathWorks oggi ha sede principale a Natick, nel Massachusetts e consociate in tutti i principali Paesi del mondo, tra cui l'Italia. Con 2.400 dipendenti circa e oltre un milione di utenti in 175 Paesi, la società ha superato nel 2011 il traguardo dei 700 milioni di Euro, oltre il 50% dei quali realizzati fuori dagli USA.
L’evoluzione di MATLAB è proseguita senza interruzione anno dopo anno, sia come sistema di analisi di dati, con cui il software è entrato negli anni 2000 nel mondo della finanza, della ricerca biologica, nell’imaging processing, sia come strumento di modellazione di sistemi dinamici attraverso la tecnologia Model-Based Design per la quale è stato creato all’inizio degli anni ’90 il programma gemello Simulink. Dal 1995 Simulink genera codici in automatico HIL (Hardware In the Loop), per processori DSP, VHDL e per l’embedded. E dal 2000 consente la validazione, la verifica e il test di sistemi dinamici quando ancora sono in fase di progettazione. Tra gli sviluppi più recenti l’introduzione nel 2005 del calcolo parallelo e l’uscita nel 2010 della versione MATLAB Mobile per dispositivi iPhone, iPad.
Il nuovo simulatore di Simulink consente di analizzare step by step il comportamento del modello.