Функция MATLAB

Включение кода MATLAB в модели, генерирующие встраиваемый код C

Библиотека:
Simulink/Пользовательские функции
Кодер HDL/пользовательские функции

Описание

С помощью блока MATLAB Function можно записать функцию MATLAB ® для использования в модели ^Simulink ®. Создаваемая функция MATLAB выполняется для моделирования и генерирует код для цели Simulink Coder™. Для получения информации о новых продуктах Simulink и MATLAB см. Внедрение функций MATLAB с использованием блоков и Создание пользовательских функциональных возможностей с использованием функционального блока MATLAB.

Двойной щелчок по блоку MATLAB Function открывает его редактор, в котором записывается функция MATLAB, как показано в следующем примере:

Дополнительные сведения об этом редакторе см. в разделе Редактор функциональных блоков MATLAB.

Входные и выходные данные определяются блоком MATLAB Function в заголовке функции в качестве аргументов и возвращаемых значений. Аргумент и возвращаемые значения предыдущей примерной функции соответствуют входам и выходам блока в модели:

Можно также определить данные, триггеры ввода и выходные данные вызова функции с помощью диспетчера портов и данных, доступ к которому осуществляется из редактора функциональных блоков MATLAB путем выбора Править данные. См. раздел Порты и диспетчер данных.

Блок MATLAB Function генерирует эффективный встраиваемый код на основе анализа, который определяет размер, класс и сложность каждой переменной. Этот анализ накладывает следующие ограничения:

Первое назначение переменной определяет ее размер, класс и сложность.
См. раздел Рекомендации по определению переменных для генерации кода C/C + +.
Невозможно переназначить свойства переменных после начального назначения, за исключением случаев использования данных переменного размера или повторного использования переменных в коде для других целей.
См. раздел Переназначение свойств переменных.

В дополнение к языковым ограничениям блок MATLAB Function поддерживает подмножество функций, доступных в MATLAB. Список поддерживаемых функций приведен в разделе Функции и объекты, поддерживаемые для генерации кода C/C + +. Эти функции включают функции в общих категориях, таких как:

Арифметические операторы, такие как plus, minus, и power. Дополнительные сведения см. в разделе Операции с массивом и матрицей.
Матричные операции, такие как size, и length
Расширенные операции с матрицами, такие как lu, inv, svd, и chol
Тригонометрические функции, такие как sin, cos, sinh, и cosh

Примечание

Хотя код для этого блока пытается получить точно такие же результаты, как MATLAB, различия могут возникать из-за ошибок округления. Эти численные различия, которые могут быть несколько eps первоначально может увеличиваться после повторных операций. Опора на поведение nan не рекомендуется. Различные компиляторы C могут давать разные результаты для одних и тех же вычислений.

Примечание

В функциональном блоке MATLAB %#codegen директива включена, чтобы подчеркнуть, что алгоритм MATLAB блока всегда предназначен для генерации кода. %#codegen директива или ее отсутствие не изменяет поведение проверки ошибок в контексте блока MATLAB Function. Дополнительные сведения см. в разделе Директива компиляции% # codegen.

Для поддержки визуализации данных функциональный блок MATLAB поддерживает вызовы функций MATLAB только для моделирования. См. раздел Использование механизма MATLAB для выполнения вызова функции в сгенерированном коде, чтобы понять некоторые ограничения этой возможности и то, как она интегрируется с анализом кода для этого блока. Если эти вызовы функции не влияют непосредственно ни на один из входов или выходов Simulink, вызовы не отображаются в сгенерированном коде Simulink Coder.

Из функциональных блоков MATLAB можно также вызывать функции, определенные в функциональном блоке Simulink. Функции Stateflow ® можно вызвать с помощью команд Экспорт функций на уровне диаграммы (Сделать глобальными) и Разрешить вызов экспортированных функций командой Simulink, отмеченной в диалоговом окне Свойства диаграммы .

В Диспетчере портов и данных можно объявить ввод блока параметром Simulink вместо порта. Блок MATLAB Function также поддерживает наследование типов и размеров для входов, выходов и параметров. Можно также явно указать эти свойства. Описание переменных, используемых в функциональных блоках MATLAB, см. в разделах Аргументы функции типа, Аргументы функции размера и Аргументы параметра добавления.

Рекурсивные вызовы не допускаются в функциональных блоках MATLAB.

По умолчанию функциональные блоки MATLAB имеют включенный прямой канал. Чтобы отключить его, в окне «Ports and Data Manager» снимите флажок «Allow direct feedthrough». Непрямая семантика сквозной передачи гарантирует, что выходные данные зависят только от текущего состояния. Использование непрямого канала позволяет использовать функциональные блоки MATLAB в цикле обратной связи и предотвращать алгебраические циклы. Дополнительные сведения см. в разделе Использование непрямого канала в функциональном блоке MATLAB.

Порты

Вход

развернуть все

`u` - Входной аргумент `u`
скаляр | вектор | матрица

Ввод, соответствующий первому входному аргументу функции внутри блока MATLAB Function. При переименовании аргумента функции в редакторе блок переименовывает порт соответствующим образом.

Типы данных, поддерживаемые MATLAB, но не поддерживаемые Simulink, не могут передаваться между моделью Simulink и функцией в блоке MATLAB Function. Эти типы могут использоваться в функциональном блоке MATLAB.

Дополнительные сведения о поддержке фиксированных точек для этого блока см. в разделах Типы данных фиксированных точек с функциональным блоком MATLAB (конструктор фиксированных точек) и Функциональный блок MATLAB с переопределением типа данных (конструктор фиксированных точек).

`n` - Входной аргумент `n`
скаляр | вектор | матрица

nВходной аргумент функции в блоке MATLAB Function. При добавлении аргумента в редакторе блок добавляет порт соответствующим образом.

Продукция

развернуть все

`y` - Выходной аргумент
скаляр | вектор | матрица

Первый выходной аргумент функции внутри блока MATLAB Function. При переименовании аргумента функции в редакторе блок переименовывает порт соответствующим образом.

`n` - Выходной аргумент `n`
скаляр | вектор | матрица

nвыходной аргумент функции внутри блока MATLAB Function. При добавлении аргумента в редакторе блок добавляет порт соответствующим образом.

Примеры модели

Radar Tracking Using MATLAB Function Block

Радиолокационное слежение с помощью функционального блока MATLAB

Используйте расширенный фильтр Калмана с функциональным блоком MATLAB ® в Simulink ® для оценки положения самолета по результатам радиолокационных измерений. Реализация фильтра находится в блоке MATLAB Function, содержимое которого хранится в самой модели Simulink.

Открыть модель

Spiral Galaxy Formation Simulation Using MATLAB Function Blocks

Моделирование формирования спиральной галактики с использованием функциональных блоков MATLAB

Эта модель была вдохновлена классической газетой «Галактические мосты и решки» (Toomre & Toomre 1972). В оригинальной статье объяснялось, как дискообразные галактики могут развивать спиральные рукава. Первоначально две галактики в форме диска находятся далеко друг от друга. Затем они летают друг рядом и почти сталкиваются. Когда галактики находятся достаточно близко, взаимные гравитационные силы вызывают образование спиральных рукавов.

Открыть сценарий

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean^[a]` \| `bus^[a]` \| `double^[a]` \| `enumerated^[a]` \| `fixed point^[a]` \| `integer^[a]` \| `single^[a]` \| `string^[a]`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`limited^[a]`
Сигналы переменного размера	`limited^[a]`
Обнаружение пересечения нулей	`no`
^[a] Фактический тип данных или поддержка возможностей зависит от реализации блока.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Фактический тип данных или поддержка возможностей зависит от реализации блока.

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

HDL Coder™ предоставляет дополнительные опции конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезированную логику. Фактический тип данных или поддержка возможностей зависит от реализации блока. Для получения информации об оптимальных методах использования функционального блока MATLAB см.:

Архитектура HDL

MATLAB Function (По умолчанию)

Это архитектура по умолчанию для функциональных блоков MATLAB с фиксированными типами данных. При использовании этой архитектуры можно использовать оптимизации скорости и площади для блоков, окружающих функциональный блок MATLAB. Код внутри функционального блока MATLAB не оптимизирован.

MATLAB Datapath

Это архитектура по умолчанию для функциональных блоков MATLAB с типами данных с плавающей запятой. При использовании этой архитектуры генератор кода обрабатывает функциональный блок MATLAB как обычный блок подсистемы. Включив эту архитектуру для типов с фиксированной точкой, можно использовать оптимизацию скорости и площади для блоков внутри функционального блока MATLAB и между функциональным блоком MATLAB и другими блоками Simulink.

Эта возможность позволяет задать дополнительные свойства для блока MATLAB Function, которые будут заданы для подсистемы, такой как ClockRatePipelining и FlattenHierarchy.

Свойства блока HDL

AdaptivePipelining	Автоматическая вставка трубопровода на основе инструмента синтеза, целевой частоты и длины слова множителя. Значение по умолчанию: `inherit`. Чтобы задать это свойство, задайте для Architecture значение `MATLAB Datapath`. См. также раздел Pipelining (кодер HDL).
BalanceDelays	Обнаруживает введение новых задержек по одному пути и вставляет совпадающие задержки по другим путям. Значение по умолчанию: `inherit`. Чтобы задать это свойство, задайте для Architecture значение `MATLAB Datapath`. См. Также «Задержки» (кодер HDL).
ClockRatePipelining	Вставка регистров конвейера с более высокой тактовой частотой вместо более низкой скорости передачи данных. Значение по умолчанию: `inherit`. Чтобы задать это свойство, задайте для Architecture значение `MATLAB Datapath`. См. также ClockRatePipelining (кодер HDL).
ConstMultiplierOptimization	Каноническая цифра со знаком (CSD) или факторизованная оптимизация CSD. Значение по умолчанию: `none`. См. также ConstMultipliureOptimization (кодер HDL).
ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров для размещения на выходах путем перемещения существующих задержек в рамках проекта. Распределенная конвейерная обработка не перераспределяет эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе ConstrainedOutputPipeline (кодер HDL).
DistributedPipelining	Распределение регистров трубопроводов или ресинхронизация регистров. Значение по умолчанию: `off`. См. также раздел Pipelining (кодер HDL).
DSPStyle	Атрибуты синтеза для отображения множителя. Значение по умолчанию: `none`. Чтобы задать это свойство, задайте для Architecture значение `MATLAB Datapath`. См. также DSPStyle (кодер HDL).
FlattenHierarchy	Удалите иерархию подсистемы из сгенерированного кода HDL. Значение по умолчанию: `inherit`. Чтобы задать это свойство, задайте для Architecture значение `MATLAB Datapath`. См. также FlattenHierarchy (кодер HDL).
InputPipeline	Количество входных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе InputPipeline (кодер HDL).
InstantiateFunctions	Создание VHDL ®`entity` или Verilog ®`module` для каждой функции. Значение по умолчанию: `off`. См. также InstantiateFunctions (кодер HDL).
LoopOptimization	Распаковка, потоковая обработка или отсутствие оптимизации циклов. Значение по умолчанию: `none`. Если для Architecture задано значение `MATLAB Datapath`, можно только разматывать петли. Если вы хотите использовать цикл потоковой передачи с `MATLAB Datapath` можно использовать оптимизацию потоковой передачи, указав StreamingFactor. См. также раздел Повторная оптимизация (кодер HDL).
MapPersistentVarsToRAM	Сопоставить постоянные массивы с оперативной памятью. Значение по умолчанию: `off`. См. также MapTalkVarsToRAM (кодер HDL).
OutputPipeline	Количество выходных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе Выходной конвейер (кодер HDL).
ResetType	Подавление генерации логики сброса. Значение по умолчанию: `default`, которая генерирует логику сброса. См. также ResetType (кодер HDL).
SharingFactor	Количество функционально эквивалентных ресурсов для сопоставления с одним общим ресурсом. Значение по умолчанию - 0. См. также раздел Совместное использование ресурсов (кодер HDL).
StreamingFactor	Количество параллельных путей данных, или векторов, которые мультиплексируются по времени для преобразования в последовательные скалярные пути данных. По умолчанию используется значение 0, которое реализует полностью параллельные пути данных. Чтобы задать это свойство, задайте для Architecture значение `MATLAB Datapath`. См. также Потоковая передача (кодер HDL).
VariablesToPipeline	Предупреждение `VariablesToPipeline` не рекомендуется. Использовать `coder.hdl.pipeline` (кодер HDL). Вставьте регистр трубопровода на выходе указанной переменной или переменных. Укажите список переменных как символьный вектор с пробелами, разделяющими переменные. Чтобы задать это свойство, задайте для Architecture значение `MATLAB Function`.

Комплексная поддержка данных

Этот блок поддерживает генерацию кода для сложных сигналов.

См. также раздел Поддержка сложных типов данных (кодер HDL).

Поддержка настраиваемых параметров

Кодер HDL поддерживает как настраиваемые, так и не настраиваемые параметры со следующими типами данных:

Скаляр
Вектор
Комплекс
Структура
Перечисление

Дополнительные сведения см. в разделах Создание портов DUT для настраиваемых параметров (кодер HDL) и Рекомендации по проектированию для функционального блока MATLAB (кодер HDL).

Ограничения

Если блок содержит системный object™, входные данные блока не могут иметь дискретный (постоянный или Inf) время выборки.
Кодер HDL не поддерживает функцию MATLAB, которая содержит ту же переменную, что и вход и выход функции. Например, этот код MATLAB не поддерживается.
```
function y = myFun(y)
%#codegen

y = 3 * y;
```

Поднабор языка MATLAB, поддерживаемый для генерации кода HDL из функционального блока MATLAB, см. в разделе Поддерживаемые типы данных MATLAB, операторы и операторы потока управления (кодер HDL).

Создание кода ПЛК
Создание структурированного текстового кода с помощью Coder™ Simulink ® PLC

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

Фактический тип данных или поддержка возможностей зависит от реализации блока.

См. также

Подсистема, Атомная подсистема, Невиртуальная подсистема, CodeReuse Подсистема

Темы

Представлен в R2011a

Документация

Функция MATLAB

Описание

Порты

Вход

`u` - Входной аргумент `u`
скаляр | вектор | матрица

`n` - Входной аргумент `n`
скаляр | вектор | матрица

Продукция

`y` - Выходной аргумент
скаляр | вектор | матрица

`n` - Выходной аргумент `n`
скаляр | вектор | матрица

Примеры модели

Радиолокационное слежение с помощью функционального блока MATLAB

Моделирование формирования спиральной галактики с использованием функциональных блоков MATLAB

Характеристики блока

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

Создание кода ПЛК
Создание структурированного текстового кода с помощью Coder™ Simulink ® PLC

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Темы

Документация Simulink

Поддержка

Документация

Функция MATLAB

Описание

Порты

Вход

u - Входной аргумент u скаляр | вектор | матрица

n - Входной аргумент n скаляр | вектор | матрица

Продукция

y - Выходной аргумент скаляр | вектор | матрица

n - Выходной аргумент n скаляр | вектор | матрица

Примеры модели

Радиолокационное слежение с помощью функционального блока MATLAB

Моделирование формирования спиральной галактики с использованием функциональных блоков MATLAB

Характеристики блока

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Создание кода HDL Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

Создание кода ПЛК Создание структурированного текстового кода с помощью Coder™ Simulink ® PLC

Преобразование с фиксированной точкой Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Темы

Документация Simulink

Поддержка

`u` - Входной аргумент `u`
скаляр | вектор | матрица

`n` - Входной аргумент `n`
скаляр | вектор | матрица

`y` - Выходной аргумент
скаляр | вектор | матрица

`n` - Выходной аргумент `n`
скаляр | вектор | матрица

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

Создание кода ПЛК
Создание структурированного текстового кода с помощью Coder™ Simulink ® PLC

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.