Simulink 模型的自動(dòng)代碼生成？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在我們的 “大” 項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)很多算法，其中比如 myfilter。

現(xiàn)在不手寫(xiě)C了，而是搭建Simulink框圖。對(duì)那些算法比C語(yǔ)法熟悉的人來(lái)說(shuō)，這是個(gè)福音。

算法實(shí)現(xiàn)方便，測(cè)試方便

Simulink 模型的測(cè)試驗(yàn)證非常重要，然而這里不討論。

總之，算法沒(méi)問(wèn)題之后，通過(guò)自定代碼生成工具Coder“翻譯”成C代碼，跟手寫(xiě)的一樣.c.h，還可以控制函數(shù)原型、數(shù)據(jù)定義、文件結(jié)構(gòu)、甚至注釋......

把自動(dòng)生成的源文件集成到原來(lái)的項(xiàng)目文件中。

由各種編譯器，把它們編譯成不同的可執(zhí)行文件，最后運(yùn)行在不同的環(huán)境。

比如這里就是通過(guò) VS 編譯成 exe，很簡(jiǎn)單吧。

所以

對(duì)于代碼生成的任務(wù)來(lái)說(shuō)

重點(diǎn)在如何生成自己想要的C代碼

但經(jīng)常會(huì)有人問(wèn)，Coder支持哪些板子？

看下面這張嵌入式軟件的偽代碼的簡(jiǎn)單示意圖。

Simulink 算法模型通過(guò) Coder 生成的是藍(lán)色部分，標(biāo)準(zhǔn)C；跟硬件打交道的底層驅(qū)動(dòng)黑色部分，是手寫(xiě)代碼。

既然叫Coder，所以本質(zhì)上，它的本職工作就是Simulink模型到C代碼這個(gè)步驟，就結(jié)束了。至于C要通過(guò)什么編譯器跑到什么硬件上，跟Coder沒(méi)多大關(guān)系。

那么

為什么會(huì)有人問(wèn)這個(gè)問(wèn)題呢？

Build Process

Coder除了把模型翻譯成代碼的本職工作以外，還額外張羅了一些Build的任務(wù)，把C代碼變成可執(zhí)行文件。

為什么說(shuō)張羅，而不說(shuō)完成呢，因?yàn)镃oder本身并沒(méi)有編譯的功能，它會(huì)后臺(tái)調(diào)用你安裝了的編譯器來(lái)實(shí)現(xiàn) ，看下圖。

比如默認(rèn)下，Coder會(huì)調(diào)用VC，使用它內(nèi)置的相應(yīng)的main文件模板，然后編譯。這就是為什么每次生成代碼，在當(dāng)前目錄下就會(huì) “莫名其妙” 的生成一個(gè)exe程序。如果你不喜歡，那也可以 “Generate code only”。

如果是上面沒(méi)列的編譯器，自己也可以把它集成進(jìn)來(lái)，比如構(gòu)造個(gè)Template makefile，描述怎么編譯鏈接變成可執(zhí)行文件。

好像還是沒(méi)解釋所謂硬件支持的問(wèn)題？

I/O Drive blocks

剛才說(shuō)的是后臺(tái)可以調(diào)用編譯器，構(gòu)造main文件，生成了可執(zhí)行文件，下載到硬件。

在很久很久以前，代碼生成工具為一些板卡提供了I/O驅(qū)動(dòng)模塊庫(kù)，TIC2000/5000/6000，等等。

然后可以做什么？

看下面這張圖，兩端的In/Out就換成圖中的硬件驅(qū)動(dòng)模塊。舉例的板卡的驅(qū)動(dòng)庫(kù)我沒(méi)裝，暫時(shí)拿Arduino的庫(kù)示意一下，提供了很多下圖中紅框類(lèi)似的模塊。

那么，中間用Simulink/Stateflow搭好算法，兩頭的輸入輸出端口連接上這些硬件驅(qū)動(dòng)模塊，后臺(tái)又做好了編譯工具鏈的支持，就可以實(shí)現(xiàn)傳說(shuō)中的支持某款硬件：一鍵下載到硬件上運(yùn)行了。

如果使用這種方式來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，這樣看上去感覺(jué)真的很美好~

但是，目測(cè)，要做的額外的工作也非常多，所有的要用到的驅(qū)動(dòng)都需要包裹成Simulink Block的形式，要自動(dòng)生成所需要的main文件，等等，這也是不小的工作量。

做產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，使用哪種 “集成” 方式，仁者見(jiàn)仁。

現(xiàn)在就Coder工具來(lái)說(shuō)，這部分 “對(duì)硬件的支持” 從Coder里剝離了，變成了免費(fèi)的Hardware Support Package下載。用來(lái)做做算法的原型測(cè)試也不錯(cuò)。

另一個(gè)經(jīng)常會(huì)問(wèn)的問(wèn)題：

代碼生成工具的效率怎么樣？

雖然Coder習(xí)慣叫代碼生成工具，但它實(shí)際上是個(gè)代碼翻譯工具，把Simulink模型“翻譯”成C代碼。

其實(shí)就跟金山詞霸，谷歌翻譯一樣，基于你寫(xiě)的中文翻譯成英文。

“今日天朗氣清，看似極好的日子，私心想若能約上三五好友，結(jié)伴出游，陶冶性情，便是再好不過(guò)了。”

再厲害的谷歌翻譯，也翻譯不出這句人話：“今天不想上班。”

所以對(duì)于Coder來(lái)說(shuō)，也是一樣，它的目標(biāo)是C代碼如實(shí)的反映出你搭建的Simulink模型結(jié)構(gòu)所表達(dá)的信息。在考慮生成的C代碼效率如何時(shí)，也不能忽略Simulink模型搭建的效率如何？

Simulink Coder生成的C代碼主要用于加速桌面仿真、快速原型、以及HIL測(cè)試(被控對(duì)象模型也要生成C代碼)。Embedded Coder提供了更多的自定義的途徑，生成高效率的嵌入式C代碼。

但其實(shí)，對(duì)于我們用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這些Coder都是 “看不見(jiàn)” 的，沒(méi)有所謂打開(kāi)Embedded Coder工具箱的說(shuō)法。

我們只需要關(guān)心選擇哪一個(gè)系統(tǒng)目標(biāo)文件(System tareget file)。罷了，下圖。“無(wú)責(zé)任瞎猜一句”，為什么這些后綴名是.tlc呢？因?yàn)镃oder里面干翻譯這個(gè)活的叫TargetLanguageCompiler。

紅框外的.tlc只是針對(duì)各自不同的目標(biāo)稍作了些修改，完成一些額外的事。比如ert_shrlib.tlc，多做了一個(gè)工作，把生成的.c.h變成.dll。

這一個(gè)小節(jié)說(shuō)人話就是：選擇ert.tlc。

如果對(duì)于一些小算法你有什么高效率的實(shí)現(xiàn)，也可以添加進(jìn)來(lái)。比如說(shuō)查表，比說(shuō)說(shuō)針對(duì)某個(gè)特殊器件的四則運(yùn)算，到時(shí)候Coder就會(huì)替換你的實(shí)現(xiàn)方式。

當(dāng)然，一些通用的提高代碼效率的方法，還是可以試試。讓 Coder 基于它的 “經(jīng)驗(yàn)”，給你一些通用的建議：

所以，對(duì)于代碼生成的任務(wù)來(lái)說(shuō)，除了選擇ert.tlc，點(diǎn)個(gè)按鈕之外，再考慮下數(shù)據(jù)管理、代碼結(jié)構(gòu)、文件結(jié)構(gòu)......