Замена кода на основе алгоритма

Можно разработать библиотеку замены кода для оптимизации производительности определенных математических функций на основе алгоритма вычисления или аппроксимации, настроенного для блока.

Например, можно настроить следующие параметры:

  • Блок обратного Sqrt для использования Newton-Raphson или Exact способ вычисления.

  • Блок «Тригонометрическая функция» со значением «Функция» sin, cos, или sincos, для использования метода аппроксимации CORDIC или None.

Для разработки библиотеки замены кода используйте интерактивный или программный подход. Дополнительные сведения см. в разделе Разработка библиотеки замены кода.

Интерактивная разработка библиотеки замены кода

  1. Откройте инструмент замены кода (crtool) в командной строке MATLAB с помощью следующей команды:

    >>crtool
  2. Создайте таблицу.

    1. В контекстном меню crtool выберите «Файл» > «Новая таблица».

    2. На правой панели присвойте таблице имя crl_rsqrt. Нажмите кнопку «Применить».

  3. Создайте запись. В контекстном меню crtool выберите «Файл» > «Новая запись» > «Функция».

  4. Создание параметров записи. В раскрывающемся списке «Функция» выберите rSqrt. Информация об алгоритме появляется в crtool. В этом примере задайте для параметра значение Ньютона Рафсона.

  5. Создайте концептуальное представление. Концептуальное представление описывает подпись функции, которую требуется заменить. В подразделе «Концептуальная функция» crtool укажите возвращаемый аргумент. y1и входной аргумент, u1, используя тип данных Double и тип аргумента Scalar.

    Укажите имя для функции замены в разделе Прототип функции.

  6. Создайте представление реализации. Представление реализации описывает сигнатуру функции оптимизации. Для этого примера, чтобы указать, что аргументы реализации имеют тот же порядок и те же свойства, что и концептуальные аргументы, установите флажок Сделать концептуальный и аргумент реализации типами одного и того же типа.

  7. Укажите сведения о построении. Щелкните вкладку Сведения о построении, чтобы открыть панель требований к построению. Укажите файлы (источник, заголовок, объект), необходимые генератору кода для замены кода. В этом примере нет необходимости указывать информацию о построении.

  8. Проверьте и сохраните таблицу. На вкладке Информация о сопоставлении щелкните Проверить запись. В контекстном меню crtool выберите «Файл» > «Сохранить таблицу» > «Сохранить».

  9. Зарегистрируйте библиотеку замены кода. При регистрации создается библиотека, состоящая из указанных таблиц. Выберите «Файл» > «Создать файл регистрации». В диалоговом окне Создать файл регистрации заполните следующие поля:

    Чтобы использовать библиотеку замены кода, обновите текущий сеанс MATLAB с помощью команды:

    >>sl_refresh_customizations

  10. Проверьте библиотеку замены кода. В командной строке MATLAB откройте библиотеку с помощью средства просмотра замены кода и убедитесь, что таблица и запись указаны правильно. Дополнительные сведения см. в разделе Проверка библиотеки замены кода. Настройте модель так, чтобы она использовала библиотеку замены кода, создавала код и проверяла, что замена происходит так, как ожидалось. Если происходит непредвиденное поведение, проверьте попадание и пропустите журналы, чтобы устранить неполадки.

Программная разработка библиотеки замены кода

  1. Откройте программный интерфейс в меню MATLAB, выбрав Создать > Функция.

  2. Создайте таблицу.

    1. Создайте функцию для вызова таблицы библиотеки замены кода. Функция не может иметь аргументов или возвращать объект таблицы.

    2. Создание объекта таблицы путем вызова RTW.TflTable.

    function hTable = crl_rsqrt()
    % Create a function to call the code replacement library table 
    
    %% Create a table object
    hTable = RTW.TflTable;
    
  3. Создайте запись. Поскольку этот пример заменяет функцию, создайте запись замены кода в таблице, вызвав функцию записи. RTW.TflCFunctionEntry.

    function hTable = crl_rsqrt()
    % Create a code replacement library table 
    
    %% Create a table object
    hTable = RTW.TflTable;
    
    %% Create an entry
    hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;
    
  4. Создание параметров записи. Поскольку эти примеры заменяют функцию, создайте параметры записи, вызвав функцию setTflCFunctionEntryParameters.

    Чтобы использовать алгоритм для функции в определении записи, установите EntryInfoAlgorithm свойство в вызове функции setTflCFunctionEntryParameters как RTW_Newton_Raphson.

    function hTable = crl_rsqrt()
    % Create a code replacement library table 
    
    %% Create a table object
    hTable = RTW.TflTable;
    
    %% Create an entry 
    hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;
    
    %% Create entry parameters
    hEntry.setTflCFunctionEntryParameters(...
      'Key',                      'rSqrt', ...
      'Priority',                 80, ...
      'ImplementationName',       'rsqrt_newton', ...
      'ImplementationHeaderFile', 'rsqrt.h', ...
      'EntryInfoAlgorithm',       'RTW_NEWTON_RAPHSON');
  5. Создайте концептуальное представление. Концептуальное представление описывает подпись функции, которую требуется заменить. Чтобы явно указать свойства аргумента, вызовите функцию createAndAddConceptualArg.

    function hTable = crl_rsqrt()
    % Create a code replacement library table 
    
    %% Create a table object
    hTable = RTW.TflTable;
    
    %% Create an entry 
    hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;
    
    %% Create entry parameters
    hEntry.setTflCFunctionEntryParameters(...
      'Key',                      'rSqrt', ...
      'Priority',                 80, ...
      'ImplementationName',       'rsqrt_newton', ...
      'ImplementationHeaderFile', 'rsqrt.h', ...
      'EntryInfoAlgorithm',       'RTW_NEWTON_RAPHSON');
    
    %% Create the conceptual representation
    createAndAddConceptualArg(hEntry, 'RTW.TflArgNumeric', ...
      'Name',         'y1', ...
      'IOType',       'RTW_IO_OUTPUT', ...
      'DataTypeMode', 'double');
    
    createAndAddConceptualArg(hEntry, 'RTW.TflArgNumeric', ...
      'Name',         'u1', ...
      'DataTypeMode', 'double');
  6. Создайте представление реализации. Представление реализации описывает сигнатуру функции оптимизации. Чтобы указать, что аргументы реализации имеют тот же порядок и свойства, что и концептуальные аргументы, вызовите функцию copyConceptualArgsToImplementation. Добавление полной записи в таблицу путем вызова функции addEntry.

    function hTable = crl_rsqrt()
    % Create a code replacement library table 
    
    %% Create a table object
    hTable = RTW.TflTable;
    
    %% Create an entry 
    hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;
    
    %% Create entry parameters
    hEntry.setTflCFunctionEntryParameters(...
      'Key',                      'rSqrt', ...
      'Priority',                 80, ...
      'ImplementationName',       'rsqrt_newton', ...
      'ImplementationHeaderFile', 'rsqrt.h', ...
      'EntryInfoAlgorithm',       'RTW_NEWTON_RAPHSON');
    
    %% Create the conceptual representation
    createAndAddConceptualArg(hEntry, 'RTW.TflArgNumeric', ...
      'Name',         'y1', ...
      'IOType',       'RTW_IO_OUTPUT', ...
      'DataTypeMode', 'double');
    
    createAndAddConceptualArg(hEntry, 'RTW.TflArgNumeric', ...
      'Name',         'u1', ...
      'DataTypeMode', 'double');
    
    %% Create the Implementation Representation
    copyConceptualArgsToImplementation(hEntry);
    
    %% Add the entry to the table
    hTable.addEntry(hEntry);
    
  7. Укажите сведения о построении. В параметрах ввода укажите файлы (заголовок, источник, объект), необходимые генератору кода для замены кода. Для этого примера информация о построении не требуется.

  8. Проверьте и сохраните файл настройки. В меню MATLAB сохраните этот файл настройки, выбрав «Файл» > «Сохранить». В командной строке проверьте таблицу библиотеки замены кода, вызвав ее:

    >> hTable = crl_rsqrt
  9. Зарегистрируйте библиотеку замены кода. Регистрация создает библиотеку замены кода, определяя имя библиотеки, таблицы замены кода и другую информацию. Создайте файл регистрации с помощью следующих спецификаций:

    function rtwTargetInfo(cm)
    cm.registerTargetInfo(@loc_register_crl);
    end
     
    function this = loc_register_crl  
    this(1) = RTW.TflRegistry; 
    this(1).Name = 'CRL for algorithm function replacement';
    this(1).TableList = {'crl_rsqrt.m'}; % table created in this example
    this(1).TargetHWDeviceType = {'*'};
    this(1).Description = 'Example code replacement library';
    end
    

    Чтобы использовать библиотеку замены кода, обновите текущий сеанс MATLAB с помощью команды:

    >>sl_refresh_customizations

  10. Проверьте библиотеку замены кода. В командной строке MATLAB откройте библиотеку с помощью средства просмотра замены кода и убедитесь, что таблица и запись указаны правильно. Дополнительные сведения см. в разделе Проверка библиотеки замены кода. Настройте модель так, чтобы она использовала библиотеку замены кода, создавала код и проверяла, что замена происходит так, как ожидалось. Если происходит непредвиденное поведение, проверьте попадание и пропустите журналы, чтобы устранить неполадки.

Связанные темы