Создание сообщений C++ для обмена данными между Simulink и операционной системой или промежуточным программным обеспечением

Чтобы создать код C++, поддерживающий обмен сообщениями между моделями верхнего уровня Simulink и внешними приложениями, используйте блоки отправки и получения библиотеки Simulink Messages & Events Library. Создание кода из топовой модели для облегчения передачи сообщений вне среды Simulink позволяет моделируемому приложению взаимодействовать в распределенной системе, использующей службу протокола внешних сообщений, обычно называемую операционной системой или промежуточным программным обеспечением (например, сообщения DDS, ROS, SOMEIP или POSIX).

Топовые модели Simulink передают сообщения следующим образом:

Лучшие модели содержат блоки сообщений для связи вне среды Simulink. Если верхняя модель содержит блок Send, непосредственно соединенный с корневым блоком Outport, блок преобразует свои сигналы в сообщения и передает их за пределы среды Simulink. Если верхняя модель содержит блок приема, непосредственно соединенный с корневым блоком ввода, блок преобразует принятые сообщения в сигналы.
Внешний протокол передачи сообщений управляет передачей сообщений в соответствии со своим собственным стандартом (политиками, которые управляют пропускной способностью, порядком доставки и другим качеством обслуживания (QoS)).

Чтобы создать сообщения C++ для обмена данными между топовыми моделями Simulink и операционной системой или промежуточным программным обеспечением, подготовьте модель, создайте код и интегрируйте этот код с выбранной операционной системой или промежуточным программным обеспечением.

Подготовка модели

Чтобы настроить модель так, чтобы она могла передавать сообщения с операционной системой или промежуточным программным обеспечением, настройте модель как модель верхнего уровня, которая имеет по крайней мере один блок сообщений (блок отправки, подключенный к корневому блоку исходящего трафика, или блок получения, подключенный к корневому блоку входящего трафика). Затем модель может подключиться к выбранной операционной системе или промежуточному программному обеспечению через блоки сообщений, как показано на рисунке:

В рамках модели порты сообщений подключаются следующим образом:

Создать код

Чтобы создать код C++ из модели:

В коллекции «Приложения» щелкните Встроенный кодер.
В диалоговом окне «Параметры конфигурации» задайте следующие параметры:
- На панели «Создание кода» установите для параметра «Язык» значение C++.
- На панели «Интерфейс» установите для параметра «Упаковка интерфейса кода» значение C++ class.
- На панели «Шаблоны» выберите Generate an example main program.
Создать код. На вкладке Код C++ нажмите кнопку Создать.
Просмотр созданного кода. На вкладке Код C++ щелкните Просмотреть код.

Интегрировать код

Чтобы интегрировать созданный код C++ из модели с выбранной операционной системой или промежуточным программным обеспечением, используйте рукописный код для реализации классов отправки и получения сообщений и код приложения, использующего эти классы для передачи сообщений. В частности:

При использовании собственного основного класса создайте конкретные подклассы из сгенерированных абстрактных классов, показанных на RecvData_<T>.h и SendData<T>.h. При использовании созданной основной программы-примера в файле предоставляются конкретные подклассы.
Реализация функций класса SendData и RecvData вызов выбранной операционной системы или промежуточного программного обеспечения для отправки и получения сообщений.
Создайте экземпляр реализованных классов сообщений отправки и получения (объекты отправки и получения).
Создайте экземпляр класса модели, используя экземпляры каждого класса сообщений (объекты отправки и получения) в качестве аргументов в конструкторе модели.
Отправка и получение сообщений в соответствии с требованиями приложения. Ожидается, что вы будете управлять временем жизни очередей сообщений. Необходимо, чтобы очереди находились в состоянии готовности к приему сообщений до первого шага модели.

Для интеграции:

Откройте созданную основную программу-пример (или создайте собственную). При использовании созданной основной программы-примера конкретные подклассы RecvData_real_T и SendData_real_T представлены в файле. При создании собственного основного кода создайте конкретные подклассы в коде приложения:
Для получения сообщений вручную запишите реализацию сгенерированного класса приема. Реализация функции класса RecvData вызов выбранной операционной системы или промежуточного программного обеспечения для получения сообщений.
Показан пример реализации для POSIX:
```
class mHMIHandlerRecvData_real_T: public RecvData_real_T {
    public:
    void RecvData(real_T* data, int32_T length, int32_T* status)
    {
        // Use POSIX API mq_receive to receive messages
        unsigned int priority = 1;
        *status = mq_receive(msgQueue, (char *)data, length, &priority);
    }
};
```
Создание получаемого объекта.
```
static mHMIHandlerRecvData_real_T InMsgRecvData_arg;
```
Для отправки сообщений вручную запишите реализацию созданного класса отправки. Реализация функции класса SendData вызов выбранной операционной системы или промежуточного программного обеспечения для отправки сообщений.
Показан пример реализации для POSIX:
```
class mHMIHandlerSendData_real_T : public SendData_real_T {
    public:
    void SendData(const real_T* data, int32_T length, int32_T* status)
    {
        // Use the POSIX API mq_send to send messages
        unsigned int priority = 1;
        *status = mq_send(msgQueue, (char*)data, length, priority);
    }
};
```
Создание объекта отправки.
```
static mHMIHandlerSendData_real_T OutMesgSendData_arg;
```
Создайте экземпляр класса модели, используя объекты отправки и получения в качестве аргументов в конструкторе модели.
```
static mHMIHandler mHMI_Obj(InMsgRecvData_arg, OutMsgSendData_arg);
```

Отправка и получение сообщений в соответствии с требованиями приложения и поддержание срока службы очереди сообщений.

Показан пример реализации для POSIX:

int_T main(int_T argc, const char *argv[])
{
    // Unused arguments
    (void)(argc);
    (void)(argv);

    //Initialize model
    mHMI_obj.initialize();     

    // Open POSIX queue
     mqd_t msgQueue = mq_open("/PosixMQ_Example", O_RDONLY);
     if (msgQueue == -1)
     {
         printf("mq_open failed\n");
         exit(1);
     }     

    // Send and Receive messages
     while (rtmGetErrorStatus(mHMI_Obj.getRTM()) == (NULL)) {
         //perform application tasks here.
         rt_OneStep();
     }   

    // Close POSIX queue
     mq_close(msgQueue);     

    // Terminate model
     mHMI_Obj.terminat():
     return 0;
 }

Более сложный пример интеграции POSIX см. в разделе Использование рукописного кода для интеграции сообщений C++ с POSIX.

Соображения и ограничения

Рукописный код - единственный поддерживаемый метод интеграции.
Должен быть выбран параметр Generate a example main program. Приложения, для которых требуется статическая магистраль, не поддерживаются.
Управление прототипом функции (FPC) не может быть настроено для модели верхнего уровня, имеющей корневые порты сообщений.

Связанные темы

Использование рукописного кода для интеграции сообщений C++ с POSIX

Документация