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【研发日记】Matlab/Simulink自动生成代码(二)——五种选择结构实现方法_simulink选择性生成代码

作者：我家小花儿 | 2024-06-12 09:03:53

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simulink选择性生成代码

文章目录

前言

Simulink实现选择结构

自动生成C代码

变式一

变式二

变式三

变式四

总结

前言

        见《深入拆解Simulink自动生成代码（一）——数据流处理》

Simulink实现选择结构

         用Simulink实现选择结构的一个最简单编程举例如下：

自动生成C代码

         上述选择结构的Simulink自动生成的对应C代码如下：

  1.   /* Switch: '<S2>/Switch' incorporates:
  2.    *  UnitDelay: '<S3>/Output'
  3.    */
  4.   if (CodeGenerate_DW.Output_DSTATE > 0) {
  5.     /* Outport: '<Root>/y1' incorporates:
  6.      *  Constant: '<S2>/Constant'
  7.      */
  8.     CodeGenerate_Y.y1 = 5.0;
  9.   } else {
  10.     /* Outport: '<Root>/y1' incorporates:
  11.      *  Constant: '<S2>/Constant2'
  12.      */
  13.     CodeGenerate_Y.y1 = 10.0;
  14.   }
  15.  
  16.   /* End of Switch: '<S2>/Switch' */
  17.  
  18.   /* Switch: '<S5>/FixPt Switch' incorporates:
  19.    *  Constant: '<S4>/FixPt Constant'
  20.    *  Constant: '<S5>/Constant'
  21.    *  Sum: '<S4>/FixPt Sum1'
  22.    *  UnitDelay: '<S3>/Output'
  23.    */
  24.   if ((uint8_T)(CodeGenerate_DW.Output_DSTATE + 1U) > 7) {
  25.     CodeGenerate_DW.Output_DSTATE = 0U;
  26.   } else {
  27.     CodeGenerate_DW.Output_DSTATE++;
  28.   }
  29.  
  30.   /* End of Switch: '<S5>/FixPt Switch' */

变式一

         基于上述举例，增加选择结构的选项，生成的对应代码如下所示：

  1.   /* SwitchCase: '<S2>/Switch Case' incorporates:
  2.    *  UnitDelay: '<S3>/Output'
  3.    */
  4.   switch (CodeGenerate_DW.Output_DSTATE) {
  5.    case 1:
  6.     /* Outputs for IfAction SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem' incorporates:
  7.      *  ActionPort: '<S4>/Action Port'
  8.      */
  9.     /* Outport: '<Root>/y1' incorporates:
  10.      *  Constant: '<S2>/Constant1'
  11.      *  Inport: '<S4>/In1'
  12.      */
  13.     CodeGenerate_Y.y1 = 5.0;
  14.  
  15.     /* End of Outputs for SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem' */
  16.     break;
  17.  
  18.    case 2:
  19.     /* Outputs for IfAction SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem1' incorporates:
  20.      *  ActionPort: '<S5>/Action Port'
  21.      */
  22.     /* Outport: '<Root>/y1' incorporates:
  23.      *  Constant: '<S2>/Constant3'
  24.      *  Inport: '<S5>/In1'
  25.      */
  26.     CodeGenerate_Y.y1 = 10.0;
  27.  
  28.     /* End of Outputs for SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem1' */
  29.     break;
  30.  
  31.    case 3:
  32.     /* Outputs for IfAction SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem2' incorporates:
  33.      *  ActionPort: '<S6>/Action Port'
  34.      */
  35.     /* Outport: '<Root>/y1' incorporates:
  36.      *  Constant: '<S2>/Constant4'
  37.      *  Inport: '<S6>/In1'
  38.      */
  39.     CodeGenerate_Y.y1 = 15.0;
  40.  
  41.     /* End of Outputs for SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem2' */
  42.     break;
  43.  
  44.    default:
  45.     /* Outputs for IfAction SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem3' incorporates:
  46.      *  ActionPort: '<S7>/Action Port'
  47.      */
  48.     /* Outport: '<Root>/y1' incorporates:
  49.      *  Constant: '<S2>/Constant5'
  50.      *  Inport: '<S7>/In1'
  51.      */
  52.     CodeGenerate_Y.y1 = 0.0;
  53.  
  54.     /* End of Outputs for SubSystem: '<S2>/Switch Case Action Subsystem3' */
  55.     break;
  56.   }
  57.  
  58.   /* End of SwitchCase: '<S2>/Switch Case' */
  59.  
  60.   /* Switch: '<S9>/FixPt Switch' incorporates:
  61.    *  Constant: '<S8>/FixPt Constant'
  62.    *  Constant: '<S9>/Constant'
  63.    *  Sum: '<S8>/FixPt Sum1'
  64.    *  UnitDelay: '<S3>/Output'
  65.    */
  66.   if ((uint8_T)(CodeGenerate_DW.Output_DSTATE + 1U) > 7) {
  67.     CodeGenerate_DW.Output_DSTATE = 0U;
  68.   } else {
  69.     CodeGenerate_DW.Output_DSTATE++;
  70.   }
  71.  
  72.   /* End of Switch: '<S9>/FixPt Switch' */

变式二

         基于上述举例，升级选择结构的判断条件，生成的对应代码如下所示：

  1.   real_T tmp;
  2.  
  3.   /* Math: '<S2>/Mod' incorporates:
  4.    *  Constant: '<S2>/Constant6'
  5.    *  DataTypeConversion: '<S2>/Data Type Conversion'
  6.    *  Math: '<S2>/Mod1'
  7.    *  Math: '<S2>/Mod2'
  8.    *  UnitDelay: '<S6>/Output'
  9.    */
  10.   tmp = rt_modd_snf((real_T)CodeGenerate_DW.Output_DSTATE, 3.0);
  11.  
  12.   /* Outputs for Enabled SubSystem: '<S2>/Subsystem' incorporates:
  13.    *  EnablePort: '<S7>/Enable'
  14.    */
  15.   /* RelationalOperator: '<S3>/Compare' incorporates:
  16.    *  Constant: '<S3>/Constant'
  17.    *  Math: '<S2>/Mod'
  18.    */
  19.   if (tmp == 0.0) {
  20.     /* Merge: '<S2>/Merge1' incorporates:
  21.      *  Constant: '<S2>/Constant7'
  22.      *  Inport: '<S7>/In1'
  23.      */
  24.     CodeGenerate_B.Merge1 = 5.0;
  25.   }
  26.  
  27.   /* End of RelationalOperator: '<S3>/Compare' */
  28.   /* End of Outputs for SubSystem: '<S2>/Subsystem' */
  29.  
  30.   /* Outputs for Enabled SubSystem: '<S2>/Subsystem1' incorporates:
  31.    *  EnablePort: '<S8>/Enable'
  32.    */
  33.   /* RelationalOperator: '<S4>/Compare' incorporates:
  34.    *  Constant: '<S4>/Constant'
  35.    */
  36.   if (tmp == 1.0) {
  37.     /* Merge: '<S2>/Merge1' incorporates:
  38.      *  Constant: '<S2>/Constant9'
  39.      *  Inport: '<S8>/In1'
  40.      */
  41.     CodeGenerate_B.Merge1 = 10.0;
  42.   }
  43.  
  44.   /* End of RelationalOperator: '<S4>/Compare' */
  45.   /* End of Outputs for SubSystem: '<S2>/Subsystem1' */
  46.  
  47.   /* Outputs for Enabled SubSystem: '<S2>/Subsystem2' incorporates:
  48.    *  EnablePort: '<S9>/Enable'
  49.    */
  50.   /* RelationalOperator: '<S5>/Compare' incorporates:
  51.    *  Constant: '<S5>/Constant'
  52.    */
  53.   if (tmp == 2.0) {
  54.     /* Merge: '<S2>/Merge1' incorporates:
  55.      *  Constant: '<S2>/Constant11'
  56.      *  Inport: '<S9>/In1'
  57.      */
  58.     CodeGenerate_B.Merge1 = 15.0;
  59.   }
  60.  
  61.   /* End of RelationalOperator: '<S5>/Compare' */
  62.   /* End of Outputs for SubSystem: '<S2>/Subsystem2' */
  63.  
  64.   /* Switch: '<S11>/FixPt Switch' incorporates:
  65.    *  Constant: '<S10>/FixPt Constant'
  66.    *  Constant: '<S11>/Constant'
  67.    *  Sum: '<S10>/FixPt Sum1'
  68.    *  UnitDelay: '<S6>/Output'
  69.    */
  70.   if ((uint8_T)(CodeGenerate_DW.Output_DSTATE + 1U) > 7) {
  71.     CodeGenerate_DW.Output_DSTATE = 0U;
  72.   } else {
  73.     CodeGenerate_DW.Output_DSTATE++;
  74.   }
  75.  
  76.   /* End of Switch: '<S11>/FixPt Switch' */
  77.  
  78.   /* Outport: '<Root>/y1' incorporates:
  79.    *  MATLAB Function: '<Root>/MATLAB Function2'
  80.    */
  81.   CodeGenerate_Y.y1 = CodeGenerate_B.Merge1;

变式三

         基于上述举例，用MATLAB Function来实现，生成的对应代码如下所示：

  1. #include "untitled.h"
  2. #include "untitled_private.h"
  3.  
  4. /* Block states (default storage) */
  5. DW_untitled_T untitled_DW;
  6.  
  7. /* External outputs (root outports fed by signals with default storage) */
  8. ExtY_untitled_T untitled_Y;
  9.  
  10. /* Real-time model */
  11. static RT_MODEL_untitled_T untitled_M_;
  12. RT_MODEL_untitled_T *const untitled_M = &untitled_M_;
  13.  
  14. /* Model step function */
  15. void untitled_step(void)
  16. {
  17.   uint8_T rtb_Output;
  18.  
  19.   /* UnitDelay: '<S1>/Output' */
  20.   rtb_Output = untitled_DW.Output_DSTATE;
  21.  
  22.   /* Switch: '<S4>/FixPt Switch' incorporates:
  23.    *  Constant: '<S3>/FixPt Constant'
  24.    *  Constant: '<S4>/Constant'
  25.    *  Sum: '<S3>/FixPt Sum1'
  26.    *  UnitDelay: '<S1>/Output'
  27.    */
  28.   if ((uint8_T)(untitled_DW.Output_DSTATE + 1U) > 7) {
  29.     untitled_DW.Output_DSTATE = 0U;
  30.   } else {
  31.     untitled_DW.Output_DSTATE++;
  32.   }
  33.  
  34.   /* End of Switch: '<S4>/FixPt Switch' */
  35.  
  36.   /* MATLAB Function: '<Root>/MATLAB Function' */
  37.   switch (rtb_Output) {
  38.    case 1:
  39.     /* Outport: '<Root>/y' */
  40.     untitled_Y.y = 5.0;
  41.     break;
  42.  
  43.    case 2:
  44.     /* Outport: '<Root>/y' */
  45.     untitled_Y.y = 10.0;
  46.     break;
  47.  
  48.    case 3:
  49.     /* Outport: '<Root>/y' */
  50.     untitled_Y.y = 15.0;
  51.     break;
  52.  
  53.    default:
  54.     /* Outport: '<Root>/y' */
  55.     untitled_Y.y = 0.0;
  56.     break;
  57.   }
  58.  
  59.   /* End of MATLAB Function: '<Root>/MATLAB Function' */
  60. }

变式四

        基于上述举例，用Stateflow配合Simulink Function来实现选择结构，参见《【研发日记】嵌入式处理器技能解锁(一)——多任务异步执行调度的三种方法》，示例如下：

总结

         以上就是本人拆解Simulink模块自动生成代码时，讲解的第二部分。主要针对Simulink的选择结构，展示了这类模块的使用方法，并对比了相应的C代码。

         后续还会更新Simulink其他的几种模块，欢迎评论区留言、点赞、收藏和关注，这些鼓励和支持都将成为笔者持续分享的动力。

         另外，上述例程使用的Demo工程可以到笔者的主页查找和下载。

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