Обнаружьте переполнение

Этот пример показывает, как обнаружить переполнение с помощью приложения MATLAB^® Coder™. В числовой стадии тестирования в процессе преобразования вы принимаете решение моделировать масштабируемое использование фиксированной точки, удваивается. Приложение затем сообщает, какие выражения в сгенерированном коде производят значения, которые переполняют типа данных с фиксированной точкой.

Предпосылки
Создайте новую папку и скопируйте соответствующие файлы
Откройте приложение MATLAB Coder
Выберите Source Files
Включите преобразование фиксированной точки
Входные Define типы
Проверяйте на проблемы во время выполнения
Преобразуйте в фиксированную точку
Протестируйте численные данные и проверку на переполнение

Предпосылки

Этот пример требует следующих продуктов:

MATLAB
MATLAB Coder
Fixed-Point Designer™
Компилятор C
См. поддерживаемые компиляторы.
Можно использовать mex -setup, чтобы изменить компилятор по умолчанию. См. Компилятор Значения по умолчанию Изменения (MATLAB).

Создайте новую папку и скопируйте соответствующие файлы

Создайте локальную рабочую папку, например, c:\overflow.
Изменитесь на папку docroot\toolbox\fixpoint\examples. В командной строке MATLAB, введите:
```
cd(fullfile(docroot, 'toolbox', 'fixpoint', 'examples'))
```

Скопируйте overflow.m и файлы overflow_test.m к вашей локальной рабочей папке.

Ввод	Имя	Описание
Функциональный код	`overflow.m`	Функция MATLAB точки входа
Тестовый файл	`overflow_test.m`	Скрипт MATLAB, который тестирует `overflow.m`

Функция переполнения

Функция overflow_test

Вы используете этот тестовый файл для входных define типов для b, x, и reset, и, позже, чтобы проверить версию фиксированной точки алгоритма.

function overflow_test
    % The filter coefficients were computed using the FIR1 function from
    % Signal Processing Toolbox.
    %   b = fir1(11,0.25);
    b = [-0.004465461051254
         -0.004324228005260
         +0.012676739550326
         +0.074351188907780
         +0.172173206073645
         +0.249588554524763
         +0.249588554524763
         +0.172173206073645
         +0.074351188907780
         +0.012676739550326
         -0.004324228005260
         -0.004465461051254]';
    
    % Input signal
    nx = 256;
    t = linspace(0,10*pi,nx)';

    % Impulse
    x_impulse = zeros(nx,1); x_impulse(1) = 1;

    % Max Gain
    % The maximum gain of a filter will occur when the inputs line up with the
    % signs of the filter's impulse response.
    x_max_gain = sign(b)';
    x_max_gain = repmat(x_max_gain,ceil(nx/length(b)),1);
    x_max_gain = x_max_gain(1:nx);


    % Sums of sines
    f0=0.1; f1=2;
    x_sines = sin(2*pi*t*f0) + 0.1*sin(2*pi*t*f1);

    % Chirp
    f_chirp = 1/16;                  % Target frequency
    x_chirp = sin(pi*f_chirp*t.^2);  % Linear chirp

    x = [x_impulse, x_max_gain, x_sines, x_chirp];
    titles = {'Impulse', 'Max gain', 'Sum of sines', 'Chirp'};
    y = zeros(size(x));

    for i=1:size(x,2)
        reset = true;
        y(:,i) = overflow(b,x(:,i),reset);
    end

    test_plot(1,titles,t,x,y)

end
function test_plot(fig,titles,t,x,y1)
    figure(fig)
    clf
    sub_plot = 1;
    font_size = 10;
    for i=1:size(x,2)
        subplot(4,1,sub_plot)
        sub_plot = sub_plot+1;
        plot(t,x(:,i),'c',t,y1(:,i),'k')
        axis('tight')
        xlabel('t','FontSize',font_size);
        title(titles{i},'FontSize',font_size);
        ax = gca;
        ax.FontSize = 10;
    end
    figure(gcf)
end

Откройте приложение MATLAB Coder

Перейдите к папке работы, которая содержит файл для этого примера.
На вкладке MATLAB Toolstrip Apps, под Code Generation, кликают по значку приложения.

Выберите Source Files

Чтобы добавить точку входа функционируют overflow к проекту, обзор к файлу overflow.m, и затем нажать Open. По умолчанию приложение сохраняет информацию и настройки для этого проекта в текущей папке в файле с именем overflow.prj.

Включите преобразование фиксированной точки

Установите Numeric Conversion на Convert to fixed point.
Нажмите Next, чтобы перейти к шагу Define Input Types.
Экраны приложения overflow.m для нарушений регулярной кодовой последовательности и проблем готовности генерации кода. Приложение не находит проблемы в overflow.m.

Входные Define типы

На странице Define Input Types, чтобы добавить overflow_test как тестовый файл, обзор к overflow_test.m, и затем нажать Open.
Нажмите Autodefine Input Types.
Выполнения тестового файла. Приложение решает от тестового файла, что входным типом b является double(1x12), x является double(256x1), и reset является logical(1x1).
Нажмите Next, чтобы перейти к шагу Check for Run-Time Issues.

Проверяйте на проблемы во время выполнения

Шаг Check for Run-Time Issues генерирует оснащенный MEX. Это запускает тестовый файл overflow_test, заменяющий вызовы overflow с вызовами сгенерированной MEX-функции. Если приложение находит проблемы, оно предоставляет предупреждающие сообщения и сообщения об ошибке. Можно кликнуть по сообщению, чтобы подсветить проблематичный код в панели, где можно отредактировать код.

На странице Check for Run-Time Issues приложение заполняет поле тестового файла с overflow_test, тестовый файл, что вы раньше задавали входные типы.
Нажмите Check for Issues.
Приложение не обнаруживает проблемы.
Нажмите Next, чтобы перейти к шагу Convert to Fixed Point.

Преобразуйте в фиксированную точку

Отображения приложения скомпилировали информацию — тип, размер, и сложность — для переменных в вашем коде. Для получения дополнительной информации вид на море и Изменяет Переменную информацию.
На вкладке Function Replacements функции отображений приложения, которые не поддерживаются для преобразования фиксированной точки. Смотрите Выполнение Симуляции.
Чтобы просмотреть fimath настройки, кликните по стрелке Settings. Установите fimath Product mode и Sum mode к KeepLSB. Эти настройки моделируют поведение целочисленных операций на языке C.
Нажмите Analyze.
Тестовый файл, overflow_test, выполнения. Минимум симуляции отображений приложения и максимум располагаются на вкладке Variables. Используя данные об области значений симуляции, программное обеспечение предлагает фиксированные точки для каждой переменной на основе настроек предложения по типу по умолчанию и отображает их в столбце Proposed Type.
Чтобы преобразовать алгоритм с плавающей точкой в фиксированную точку, нажмите Convert.
Программное обеспечение подтверждает предложенные типы и генерирует версию фиксированной точки функции точки входа.
Если ошибки и предупреждения происходят во время валидации, отображения приложения их на вкладке Output. Смотрите Типы Проверки.

Протестируйте численные данные и проверку на переполнение

Кликните по стрелке Test. Проверьте, что тестовым файлом является overflow_test.m. Выберите Use scaled doubles to detect overflows, и затем нажмите Test.
Выполнение приложения тестовый файл, что вы раньше для входных define типов тестировали фиксированную точку код MATLAB. Поскольку вы выбрали, чтобы обнаружить переполнение, это также запускает симуляцию с помощью масштабируемых двойных версий предложенных фиксированных точек. Масштабируемый удваивается, хранят их данные в с двойной точностью, с плавающей точкой, таким образом, они выполняют арифметику в полном спектре. Поскольку они сохраняют свои настройки фиксированной точки, они могут сообщить, когда вычисление выходит из области значений фиксированной точки.
Выполнения симуляции. Приложение обнаруживает переполнение. Приложение сообщает о переполнении относительно вкладки Overflow. Чтобы подсветить выражение, которое переполнилось, кликните по переполнению.
Определите, было ли это суммой или умножением, которое переполнилось.
В настройках fimath, набор Product mode к FullPrecision, и затем повторяют преобразование и тестируют фиксированную точку снова.
Переполнение все еще происходит, указывая, что это - сложение в выражении, которое переполняется.

Документация