从Matlab-Simulink生成易读可重用代码

从Matlab-Simulink生成易读可重用代码

从Matlab Simulink生成易读可重用代码

by: 吴少风

MATLAB提供从MATLAB代码或simulink模型生成C/C++代码的功能。从MATLAB 2011b版开始，MATLAB将代码生成Coder作为单独模块发布。MATLAB每年更新两次，经过不断完善，新版本的Coder功能更强大。用MATLAB生成C/C++代码具有MATLAB Coder、Simulink Coder、Embedded Coder三个功能模块，MATLAB Coder从MATLAB 代码生成代码，Simulink Coder从Simulink模型生成代码，Embedded Coder结合MATLAB Coder和Simulink Coder，生成嵌入式代码。利用代码生成功能，可以快速从模型生成可靠的代码，应用越来越广泛。

要生成易于阅读、重用性好的代码，必须进行详细设置。文中内容以易读、可重用为目标，建立嵌入式代码生成的演示模型，了解Simulink 代码生成相关工具，介绍详细设置步骤，最终生成容易阅读、可重用代码，供单处理器单任务实时嵌入式系统应用。文中的方法为严格控制生成

代码的个人总结。以文档呈现，方便自己今后查看，也希望能为其他人提供一些方便。

1.简单示例

本部分搭建一个简单的PI控制器模型，示范模型建立、设置、生成代码的详细步骤。

1)新建嵌入式代码生成模型，

MATLAB->simulink，New / Embedded Coder / Code Generation System。不选择一

般simulink模板，可减少模型配置参数的

设置。

2)搭建如错误!未找到引用源。所示简

易模型，保存文档，设置文件名。

图 1. 一个简单示例模型

3)点击工具栏图标，设置模型配置

参数，应用并保存。对嵌入式应用，固定步

4)

5)interface: 设置整个模型生成代码的接口。

✧code interface package，可选择可重

用，Pass root level I/O as，模型输入输出参数一般较多，一般选择结构体，structure reference，模型数据、输入、输出通过各自独立结构体传入参数；

part of model data structure，一个结构体传入参数。也可选择不可重用。

✧configure model functions，点击进

入，设置模型具体的C原型。get default configuration，可修改模型默认initialize/step函数名，及参数，各输入输出单独作为函数参数，这与结构体传参是矛盾的，不能同时设置。

➢code style: 设置代码风格。

✧Parentheses括号，--

Nominal(readability)，按可读性优化。

✧Casting mode 强制转换方式，

Nominal.

✧Code indentation 代码缩进，size --

4.

➢Code placement: 代码放置，可设置变

量定义或声明在单独文件还是和源代码放

一起，头文件包含是< head.h >还是"

head.h "。

➢Data type replacement: 数据类型替

换。

6)设置模型中每一个基本模块的属

性。

包括名称、值、数据类型、采样时间等。子模块或者引用模型等这类自定义模块，除了内部基本模块的属性外，还要设置各自的模块属性。模块中参数等值，必须按照设计配置；如果想使用可调参数，则将参数设置为变量，再设置变量值。生成代码模型中的模块名设置，最好遵循目标语言的命名规则，因为生成代码中的一些名称可以从模块名继承。嵌入式应用大多无浮点单元，定点数据的设置在模块属性的代码生成栏。

将图1中各模块可按如下方式设置：

●inport，点击模块下方名称，设置模块名，将其设置为In；双击模块进入模块属性设置，main栏设置编号，编号会体现在子系统或引用模型上；signal attributes设置数据类型为定点数，16b字长10b小数部分fixdt(1,16,10)。其它模块设置方法类似。

●view->model data，弹出model data窗口。simulink提供的model data窗口，用于显示当前层级下的所有输入输出、信号、状态、参数，并将对应属性罗列成表格，而且表格可编辑部分属性。

●Kp增益模块，双击模块，输出数据类型设置为同输入，参数数据类型设置为从Gain继承，Gain设置为Kp。

●在model data窗口，参数栏，Kp模块，值变为Kp，其后出现create...链接字样。点击弹出create new data窗口，值选择Simulink.Parameter，位置选择Base Workspace，创建，弹出Simulink.Parameter: Kp属性窗口，设置值为10，数据类型为定点数fixdt(1,16,10)，存储类型选择

ExportedGlobal，确定。

●Ki增益模块，使用设置Kp的方法将

simulink参数属性值设为1。

●File->Model properties，弹出模型属性

窗口，选择数据栏，将数据定义到数据字典，选择或新建一个数据字典文件，应用。建立

在基本工作区的数据迁移到数据字典保存。

后面该模型新建参数等数据，基本工作区的

位置将被数据字典代替。保存在基本工作区

的数据，关闭MATLAB不会自动保存，因

此一些模型也采用脚本配置。位置也可选择

模型工作区，但保存到模型工作区的参数，

有效的存储类型会受到限制。

●unit delay单位延时，初始条件设为0，

状态名称按实际意义设置。

●Outport，数据类型可选自动。

信号名称，可到model data窗口统一设置，该窗口中选中信号，模型区会用颜色标记对应标记。没有设置名称的信号，按照内部规则生成代