matlab嵌入式代碼生成

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EmbeddedCoder

——為嵌入式系統(tǒng)生成優(yōu)化的C/C++代碼

Embeddedcoder可為嵌入式處理器、目標上的快速原型及產(chǎn)品中使用的微處理器生成可讀的、集成的、高效的C/C++代碼。Embeddedcoder擴展了Matlabcoder和Simulinkcoder配置選項和優(yōu)化設(shè)置，來更好的控制生成代碼的函數(shù)、文件和數(shù)據(jù)。這些優(yōu)化設(shè)置提高了代碼的執(zhí)行效率，并能夠集成產(chǎn)品應(yīng)用時的外部代碼、數(shù)據(jù)類型及標定參數(shù)。還可以將第三方開發(fā)環(huán)境集成到為嵌入式系統(tǒng)生成可執(zhí)行文件的build過程中。

Embeddedcoder本身提供對AUTOSAR和ASAP2軟件標準的支持。同時也提供可追溯性報告、代碼接口文件和自動化的軟件測試來支持DO-178B，IEC61508和ISO26262的軟件開發(fā)。

特點：

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擴展了Matlabcoder和Simulinkcoder的優(yōu)化和代碼生成配置選項。?具有使用Simulink數(shù)據(jù)字典進行存儲類型、數(shù)據(jù)類型和別名定義的能力。?針對具體目標平臺的代碼優(yōu)化。?

無論有無RTOS的多速率、多任務(wù)和多核的代碼執(zhí)行。?

代碼驗證，包含SIL/PIL測試，自定義解釋，具有模型和需求到代碼雙向追蹤的代碼報告。?

?集成TexasInstrumentsCodeComposerStudio?,Analog?Devices?VisualDSP++?及其它的第三方嵌入式開發(fā)環(huán)境。

?對標準的支持，包含ASAP2,AUTOSAR,DO-178,IEC61508,ISO26262,?andMISRAC。

一個生成代碼的定點模型和它的設(shè)置為SIL執(zhí)行的仿真模型。

EmbeddedCoder可進行產(chǎn)品級的嵌入式系統(tǒng)代碼快速生成、歸檔和測試。

強大的功能

■配置目標平臺

可使用MatlabCoder的工程用戶界面及SimulinkModelExplore來設(shè)置EmbeddedCoder的代碼生成的配置選項。也可以直接使用Matlab命令和腳本的形式對每個選項進行設(shè)置。

從MatlabCoder的工程用戶界面，可進行：

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為MATLAB文件和函數(shù)生成代碼。?選擇使用EmbeddedCoder特性。?為代碼生成配置功臣設(shè)置選項。?創(chuàng)立、加載和重用多個工程。?

從SimulinkModelExplore,可進行：

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為Simulink模型和子系統(tǒng)生成代碼。?選擇一個EmbeddedCoder目標。?為代碼生成進行目標配置。?創(chuàng)立、加載和重用多個配置集。?

■選擇目標

EmbeddedCoder使用配置對象和系統(tǒng)目標文件將MATLAB代碼和Simulink模型轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品級的源代碼和可執(zhí)行文件。

對于一個MATLAB配置對象，需要說明如下的輸出目標：

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MEX文件?C/C++靜態(tài)庫?C/C++可執(zhí)行文件?

對于Simulink系統(tǒng)目標文件，需要說明生成的代碼即將運行在哪種實時環(huán)境中。

EmbeddedCoder包含多種配置的目標文件，也支持第三方和自定義目標。內(nèi)置的目標

包括：

?EmbeddedReal-Time目標：為任意的產(chǎn)品級處理器生成具有定點和浮點數(shù)據(jù)的ANSI/ISO?C,C++代碼，可進行高效的實時運行。

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AUTOSAR目標：生成支持AUTOSAR軟件組件的C代碼和實時運行接口。?共享庫目標：生成可在主機目標平臺上運行的靜態(tài)庫，如windows的動態(tài)鏈接庫(.dll),UNIX共享目標文件(.so)。?

?IDE?LINK目標：生成支持第三方集成開發(fā)環(huán)境編譯和下載的代碼，如(CCS)。

■定義嵌入式硬件特性

可從預(yù)定義的列表或者使用目標設(shè)置為MATLAB或者SIMULINK代碼生成選擇目標平臺。可通過自定義環(huán)境來擴展這個預(yù)定義的列表。

可通過SimulinkModelExplore為代碼部署設(shè)置預(yù)定義列表或者設(shè)置生成的微處理器選項。EmbeddedCoder可為任意的微處理器或者DSP生成代碼，包括8位，16位，32位。

■定義及控制自定義數(shù)據(jù)

EmbeddedCoder可以定義及控制生成代碼中的數(shù)據(jù)格式。為了便于軟件集成，可以通過MATLABCoder工程用戶界面說明入口函數(shù)和全局數(shù)據(jù)的類型、長度及是否是復(fù)數(shù)。

對于MATLAB代碼，EmbeddedCoder支持所有的MATLABCoder的數(shù)據(jù)定義，包括定點數(shù)據(jù)對象。

對于Simulink模型，EmbeddedCoder生成代碼支持如下的數(shù)據(jù)說明及數(shù)據(jù)字典定義：

?Simulinkdata?object—提供預(yù)定義存儲類型，包括constant,volatile,exportedglobal,importedglobal,structure,bitfileld及獲取和設(shè)置的方法。

?Modulepackagingdata?object—為高級的數(shù)據(jù)對象提供預(yù)定義的特性，主要用于多種產(chǎn)品，如內(nèi)存分派來進行標定或者調(diào)理查表數(shù)據(jù)。

?Userdata?type-從繁雜的數(shù)據(jù)中創(chuàng)立抽象的數(shù)據(jù)類型，可確切控制生成代碼中的模型數(shù)據(jù)，可與legacydata進行交互，同時也可替代simulink內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型。

如下的工具將有助于在simulink中設(shè)計和管理工程數(shù)據(jù)：

?CustomStorageClass?Designer-通過圖形化的界面創(chuàng)立自定義的數(shù)據(jù)定義和聲明，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)導入到生成的代碼中，或者是導出數(shù)據(jù)，分派內(nèi)存，將自動生成與交換標準如ASAM或者ASAP2兼容的數(shù)據(jù)格式。

?SimulinkModel?Explore—顯示simulink模型和stateflow圖中所有用到的數(shù)據(jù)，可以以數(shù)據(jù)字典的格式查看所有自定義數(shù)據(jù)的信息。

?Embedded?Coder可以創(chuàng)立ASAP2的數(shù)據(jù)交換文件，能夠使用ASAP2標準導出具有繁雜數(shù)據(jù)定義的模型數(shù)據(jù)?？尚薷膬?nèi)置的屬性生成其它的數(shù)據(jù)交換機制文件。

通過CustomStorageClassDesigner創(chuàng)立自定義的存儲類型，可使用內(nèi)置圖形用戶界面進

行設(shè)計、查看及驗證繁雜數(shù)據(jù)類型。

■優(yōu)化及打包代碼

使用EmbeddedCoder，可控制函數(shù)邊界、保存表達式，對多個模塊使用優(yōu)化選項以減少代碼量。數(shù)據(jù)通過全局變量或者函數(shù)參數(shù)的形式與生成的代碼進行交換?？蓪⑸傻拇a追溯到模型中的模塊和信號。

從MATLAB代碼和Simulink模型生成代碼，EmbeddedCoder選項可進行：

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為數(shù)學函數(shù)和操作符生成具體目標平臺的代碼。?生成導出到外部環(huán)境的可重用代碼。?

減少不必要的初始化、終止、記錄和錯誤處理的代碼。?從整形應(yīng)用中去除浮點型代碼。?

EmbeddedCoder還為simulink模型提供額外的代碼優(yōu)化和配置選項，可進行：

從模型中生成具有處理器編譯宏定義的代碼變量。

按位存儲布爾型數(shù)據(jù)和stateflow狀態(tài)。

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可控制每個生成文件的格式。?

控制全局變量數(shù)據(jù)是如何定義和引用的。?對解釋的內(nèi)容和放置位置進行說明。?

具有具體目標平臺的數(shù)學擴展函數(shù)和重用函數(shù)優(yōu)化選項的MATLAB例子和Simulink例子。EmbeddedCoder使用具體目標平臺和可移植的代碼優(yōu)化選項來提高代碼的執(zhí)行效率。

■解釋、追溯及記錄代碼

EmbeddedCoder提供多種方式來檢查從MATLAB文件和函數(shù)或者Simulink模型和子系統(tǒng)生成的代碼。使用這些方式，可進行：

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生成代碼生成報告，來描述模型和模塊的配置選項。?控制生成代碼中全局數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)烈性和函數(shù)的標識符。?

在生成的代碼中可將MATLAB代碼作為解釋，包含函數(shù)幫助文檔。?

EmbeddedCoder也可將高級需求作為代碼解釋插入到代碼中，與需求文檔可進行鏈接(需要SimulinkVerificationandValidation)。代碼生成報告也包含代碼接口描述文件，追溯性報告及可顯示生成的源文件和代碼。模型和代碼間存在雙向的鏈接，可以便利的在每行代碼和相關(guān)的simulink模型間進行定位，包含子系統(tǒng)、模塊、MATLAB函數(shù)和代碼及Stateflow

狀態(tài)圖和轉(zhuǎn)換?？牲c擊一個鏈接以高亮顯示相關(guān)的模型元素或者代碼行，更加便利代碼檢查和調(diào)試。

Simulink代碼生成報告，高亮現(xiàn)實算法和代碼間的雙向追蹤。

■執(zhí)行和驗證代碼

EmbeddedCoder可將生成的代碼與代碼執(zhí)行環(huán)境進行集成，EmbeddedCoder對MATLAB生成的代碼的執(zhí)行與使用MATLABCoder生成的代碼具有一致的執(zhí)行框架。

對于Simulink，EmbeddedCoder擴展了SimulinkCoder提供的實時執(zhí)行的框架。默認狀況下，代碼可在具有或者沒有實時操作系統(tǒng)、單任務(wù)多任務(wù)或者異步模式下執(zhí)行。也可以使用軟件在環(huán)(SIL)和處理器在環(huán)(PIL)的方式驗證代碼執(zhí)行的結(jié)果。

◆生成主程序

EmbeddedCoder依照所提供的實時環(huán)境代碼部署信息生成一個可擴展的主程序。這種特性可為模型生成和創(chuàng)立一個完整的自定義可執(zhí)行文件。

◆速率分組

EmbeddedCoder依照模型中的采樣時間設(shè)置生成單速率或者多速率代碼。對于多速率多任務(wù)模型，依照速率分組為每個速率任務(wù)生成獨立的函數(shù)。

◆使用鏈接和目標

第三方IDE、微處理器及RTOS包括WindRiverSystems?VxWorks支持生成代碼的自動下載、集成、優(yōu)化和執(zhí)行。

◆SIL和PIL測試

EmbeddedCoder可在simulink中使用simulink仿真模型或者s-function模塊自動執(zhí)行生成代碼進行SIL測試，或者在嵌入式目標平臺上進行PIL測試。代碼生成測試API可幫助自動測試的執(zhí)行，并與之前的模型比較測試結(jié)果。與第三方工具的集成可進行代碼結(jié)構(gòu)覆蓋度分析來確保測試的完整性。

SimulinkCoder

——從Simulink和Stateflow模型生成C和C++代碼

SimulinkCode（之前版本為Real-TimeWorkshop）從Simulink框圖、Stateflow圖和MATLAB函數(shù)生成并執(zhí)行C和C++代碼。生成的代碼可用于實時和非實時應(yīng)用，包括仿真加速、快速原型建立和硬件在回路測試?？梢允褂肧imulink對生成的代碼進行調(diào)優(yōu)和監(jiān)測，或在MATLAB和Simulink之外運行代碼并與之交互。

特點

離散、連續(xù)或混合Simulink和Stateflow模型的ANSI/ISOC和C++代碼及可執(zhí)行文件

用于大型模型的增量代碼生成

支持整型、浮點型和定點型數(shù)據(jù)類型

針對單采樣率、多采樣率和異步模型的代碼生成使用或不使用RTOS的單任務(wù)、多任務(wù)和多核代碼執(zhí)行用于參數(shù)調(diào)優(yōu)和信號監(jiān)測的外部模式仿真

強大的功能

■選擇和使用目標

Simulink模型資源管理器在Simulink中提供了單一用戶界面，用于配置所有代碼生成設(shè)置。模型資源管理器可提供：

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選擇代碼生成目標?配置目標以進行代碼生成?為模型或子系統(tǒng)生成代碼?

CodeGenerationAdvisor會檢查模型和代碼生成設(shè)置，然后根據(jù)需求針對如何改進配置提供建議。一旦為項目確定了最優(yōu)設(shè)置之后，便可以將這些設(shè)置保存為配置集以重復(fù)用于其他模型。

使用Simulink建模的大型飛機系統(tǒng)。SimulinkCoder支持用于大規(guī)模建模的高級Simulink

功能，包括模型塊、變量子系統(tǒng)和總線數(shù)組。

◆選擇目標：

SimulinkCoder使用系統(tǒng)目標文件將模型轉(zhuǎn)換為源代碼和可執(zhí)行文件。目標文件指定生成的代碼將要在其中運行的環(huán)境。SimulinkCoder包括若干個準備好運行的配置的目標文件，還支持第三方目標和自定義目標。內(nèi)置目標包括：

?一般實時目標——生成用于模型參數(shù)交互式調(diào)優(yōu)的代碼，記錄和顯示實時仿真結(jié)果并靜態(tài)分派數(shù)據(jù)為進行高效的實時執(zhí)行；?

?一般實時Malloc?目標——在生成的代碼中使用動態(tài)內(nèi)存分派，以便在一個可執(zhí)行文件中包含同一模型的多個實例或包含多個模型；

?快速仿真目標(RSim)——提供快速靈活的測試平臺用于使用定步長或變步長求解器執(zhí)行批量或Monte?Carlo仿真研究，并使您可以將每次運行的數(shù)據(jù)保存到唯一的輸出文件中。

可以擴展這些目標以創(chuàng)立自定義的運行時接口和設(shè)備驅(qū)動程序文件，從而能以特定環(huán)境為目標，訪問SimulinkCoder的執(zhí)行并調(diào)試其中的功能。

■編譯和執(zhí)行生成的代碼

SimulinkCoder為使用常用桌面環(huán)境編譯和執(zhí)行生成的代碼提供內(nèi)置支持，包括：

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Eclipse?IDE?

Microsoft?VisualC++?IDE?Linux?操作系統(tǒng)?Windows?操作系統(tǒng)?

可以使用EmbeddedCoder在實時嵌入式系統(tǒng)中生成和運用優(yōu)化的C和C++代碼。

■定義和控制數(shù)據(jù)

SimulinkCoder允許用戶定義和控制模型數(shù)據(jù)在所生成代碼中的出現(xiàn)方式?？赏ㄟ^以下方式管理數(shù)據(jù)：

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將數(shù)據(jù)類型聲明為整型、浮點型和定點型?指定調(diào)優(yōu)和校準參數(shù)或常數(shù)的存儲區(qū)?指定監(jiān)測和記錄信號數(shù)據(jù)的存儲區(qū)?重復(fù)使用存儲區(qū)以最小化局部范圍的數(shù)據(jù)?

SimulinkCoder從存儲在Simulink框圖或數(shù)據(jù)字典（通過Simulink模型資源管理器訪問）中的數(shù)據(jù)生成代碼。通過利用不同的數(shù)據(jù)字典集，可以將代碼從一個模型重新運用到多個目標。

Simulink模型資源管理器可顯示模型中使用的各種數(shù)據(jù)類型和存儲類。

注意存儲類要求EmbeddedCoder。

■生成代碼

SimulinkCoder為Simulink和Stateflow功能和組件提供了全面的代碼生成支持，包括：

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模型塊用于增量生成代碼?

原子子系統(tǒng)和原子子圖表，用于通過可重入C函數(shù)的重用代碼?在代碼中，總線對象和總線數(shù)組用于生成結(jié)構(gòu)?

?S-函數(shù)，用于對已有代碼進行仿真和對接?

Simulink中的MATLAB函數(shù)塊和Stateflow中的MATLAB函數(shù)，用于從具有MATLAB組件的模型生成代碼

SimulinkCoder還支持Simulink系列產(chǎn)品，包括定點建模、物理建模、信號處理和通信建模以及快速原型建立和硬件在回路(HIL)測試產(chǎn)品。

◆代碼生成選項：

SimulinkCoder提供了用戶可選擇的選項，以便在桌面和仿真環(huán)境中執(zhí)行生成的代碼。選項包括：

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代碼重用?表達式折疊?信號存儲區(qū)重用?死路徑消除?參數(shù)內(nèi)聯(lián)?

單精度和預(yù)制數(shù)學庫（包括ISOC和GNUC）?

生成的代碼，其中將For循環(huán)融合和表達式折疊用于一個10元素數(shù)組模型。

SimulinkCoder為單維和多維信號生成高效且可讀的代碼。

Simulink中合成前期和后期時序信息的關(guān)鍵路徑突出顯示。能夠快速迭代設(shè)計，以規(guī)避時序限制瓶頸。

SimulinkHDLCoder能夠生成可讀的，獨立于目標機的HDL代碼，并且支持遺產(chǎn)代碼集成。因此，用戶能夠根據(jù)設(shè)計需求在FPGA和ASIC的實現(xiàn)之間快速轉(zhuǎn)換。

SimulinkPLCCoder

——生成PLCs和PACs的IEC61131結(jié)構(gòu)化文本

SimulinkPLCCoder?能夠?qū)imulink模型，Stateflow?圖和EmbeddedMATLAB?函數(shù)，生成與硬件無關(guān)的IEC61131結(jié)構(gòu)化文本。結(jié)構(gòu)化文本可以是PLCopen規(guī)范的XML格式，也可以是廣泛應(yīng)用于集成開發(fā)環(huán)境（IDEs）的其他文件格式。因此，我們可以對各種可編程規(guī)律控制器（PLC）及可編程自動化控制器（PAC）設(shè)備進行應(yīng)用程序的編譯和配置。

SimulinkPLCCoder通過PLC和PACIDEs，以及仿真工具的使用，能夠生成測試平臺，幫助我們來驗證結(jié)構(gòu)化文本。特點

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自動生成IEC61131-3結(jié)構(gòu)化文本；

支持Simiulink，包括可重復(fù)利用子系統(tǒng)，PID控制器模塊及查找表；支持Stateflow，包括圖形功能，真值表及狀態(tài)機；

支持嵌入式MATLAB，包括if-else語句，循環(huán)結(jié)構(gòu)及數(shù)學運算；

支持多種數(shù)據(jù)類型，包括布爾型、整數(shù)型、枚舉類型、浮點型，以及向量、矩陣、總線和可調(diào)參數(shù)；

?支持IDE，包括B&RAutomation?，PLCopenXML，RockwellAutomation?RSlogix?5000，及3S-SmartSoftwareSolutionsCoDeSys；

?創(chuàng)立測試平臺。

從模型到結(jié)構(gòu)化文本再到應(yīng)用，SimulinkPLCCoder將模型生成結(jié)構(gòu)化文本，供IDE應(yīng)用到工業(yè)控制系統(tǒng)。

SimulinkPLCCoder的使用

在Simulink環(huán)境中，利用SimulinkPLCCoder生成結(jié)構(gòu)化文本，需右鍵點擊Simulink子系統(tǒng)模塊，在開啟的右鍵菜單中選擇PLCCoder>GenerateCodeforSubsystem選項。在MATLAB環(huán)境中，用戶可以調(diào)用plcgeneratecode命令，來創(chuàng)立腳本文件，生成結(jié)構(gòu)

化文本，使得結(jié)構(gòu)化文本的生成過程自動化且可重復(fù)。

SimulinkPLCCoder支持130多個Smulink模塊，包括所有的Stateflow結(jié)構(gòu)以及大部分嵌入式MATLAB函數(shù)；對于包含了反饋環(huán)路，模型和狀態(tài)規(guī)律以及繁雜數(shù)學算法的控制系統(tǒng)模型，Sim