Замена кода функции интерполяционной таблицы

Можно сконфигурировать алгоритм для операций поиска по таблице и поиска по индексу и сгенерировать код. Если код, сгенерированный для доступных опций алгоритма, не соответствует требованиям к вашему приложению, создайте пользовательские записи таблицы замещения кода, чтобы заменить сгенерированный код алгоритма. Можно разработать библиотеку замещения кода, чтобы оптимизировать эффективность алгоритмов в блоке интерполяционной таблицы. Для получения дополнительной информации см. раздел «Разработка библиотеки замещения кода». Дополнительные сведения об использовании блоков интерполяционной таблицы см. в разделе Нелинейность.

Сигнатуры функции интерполяционной таблицы

Чтобы создать записи таблицы замещения кода для функции, соответствующей алгоритму интерполяционной таблицы, вы должны иметь:

Информация о концептуальной сигнатуре функции.
Соответствующие параметры алгоритма.

В этой таблице представлена информация о концептуальной сигнатуре функции.

Концептуальная сигнатура функции	Сводные данные аргументов
`y1 = interp1D(u1, u2, u3, u4)`	`y1` - выход `u1` - индекс `u2` - дробь `u3` - данные таблицы `u4` - длина размерности таблицы
`y1 = interp2D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7)`	`y1` - выход `u1, u3` - индекс `u2, u4` - дробь `u5` - данные таблицы `u6, u7` - длины размерностей таблицы
`y1 = interp3D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10)`	`y1` - выход `u1, u3, u5` - индекс `u2, u4, u6` - дробь `u7` - данные таблицы `u8, u9, u10` - длины размерностей таблицы
`y1 = interp4D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10, u11, u12, u13)`	`y1` - выход `u1, u3, u5, u7` - индекс `u2, u4, u6, u8` - дробь `u9` - данные таблицы `u10, u11, u12, u13` - длины размерностей таблицы
`y1 = interp5D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10, u11, u12, u13, u14, u15, u16)`	`y1` - выход `u1, u3, u5, u7, u9` - индекс `u2, u4, u6, u8, u10` - дробь `u11` - данные таблицы `u12, u13, u14, u15, u16` - длины размерностей таблицы
`y1 = interpND ({u i, u f,}... u t, u n...)`	`y1` - выход `u i`, `u f` - пара индексов и дробей на размерность `u t` - данные таблицы `u n` - длины размерностей таблицы
Явные значения `y1 = lookup1D(u1, u2, u3, u4)`	`y1` - выход `u1` - вход `u2` - данные точек по оси Х `u3` - данные таблицы `u4` - длина размерности таблицы
Четный интервал `y1 = lookup1D(u1, u2, u3, u4, u5)`	`y1` - выход `u1` - вход `u2` - первая точка данных точек по оси Х `u3` - интервалы между точками останова `u4` - данные таблицы `u5` - длина размерности таблицы
Явные значения `y1 = lookup2D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7)`	`y1` - выход `u1, u2` - вход `u3, u4` - данные точек по оси Х `u5` - данные таблицы `u6, u7` - длины размерностей таблицы
Четный интервал `y1 = lookup2D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9)`	`y1` - выход `u1, u2` - вход `u3, u5` - первая точка данных точек по оси Х `u4, u6` - интервалы между точками останова `u7` - данные таблицы `u8, u9` - длины размерностей таблицы
Явный интервал `y1 = lookup3D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10)`	`y1` - выход `u1, u2, u3` - вход `u4, u5, u6` - данные точек по оси Х `u7` - данные таблицы `u8, u9, u10` - длины размерностей таблицы
Четный интервал `y1 = lookup3D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10, u11, u12, u13)`	`y1` - выход `u1, u2, u3` - вход `u4, u6, u8` - первая точка данных точек по оси Х `u5, u7, u9` - интервалы между точками останова `u10` - данные таблицы `u11, u12, u13` - длины размерностей таблицы
Явные значения `y1 = lookup4D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10, u11, u12, u13)`	`y1` - выход `u1, u2, u3, u4` - вход `u5, u6, u7, u8` - данные точек по оси Х `u9` - данные таблицы `u10, u11, u12, u13` - длины размерностей таблицы
Четный интервал `y1 = lookup4D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10, u11, u12, u13, u14, u15, u16, u17)`	`y1` - выход `u1, u2, u3, u4` - вход `u5, u7, u9, u11` - первая точка данных точек по оси Х `u6, u8, u10, u12` - интервалы между точками останова `u13` - данные таблицы `u14, u15, u16, u17` - длины размерностей таблицы
Явные значения `y1 = lookup5D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10, u11, u12, u13, u14, u15, u16)`	`y1` - выход `u1, u2, u3, u4, u5` - вход `u6, u7, u8, u9, u10` - данные точек по оси Х `u11` - данные таблицы `u12, u13, u14, u15, u16` - длины размерностей таблицы
Четный интервал `y1 = lookup5D(u1, u2, u3, u4, u5, u6, u7, u8, u9, u10, u11, u12, u13, u14, u15, u16, u17, u18, u19, u20, u21)`	`y1` - выход `u1, u2, u3, u4, u5` - вход `u6, u8, u10, u12, u14` - первая точка данных точек по оси Х `u7, u9, u11, u13, u15` - интервалы между точками останова `u16` - данные таблицы `u17, u18, u19, u20, u21` - длины размерностей таблицы
Явные значения `y1 = lookupND (u n,..., u b,..., u t, u n...)`	`y1` - выход `u n`, вход по размерности `u b`, точек по размерности `u t` - данные таблицы `u n` - длины размерностей таблицы
Четный интервал `y1 = lookupND (u n,..., {u fn, u sn,}... u t, u n...)`	`y1` - выход `u n` - вход по размерности `u fn` - первая точка данных точек по размерности `u sn` - интервалы точек по размерности `u t` - данные таблицы `u n` - длины размерностей таблицы
`y1 = lookupND_Direct(u1, u2,...ui, ui+1)`	`y1` - выход `u1...ui` - вход `ui+1` - данные таблицы
Явные значения `y1, y2 = prelookup(u1, u2, u3)`	`y1` - индекс `y2` - дробь `u1` - вход `u2` - данные точек по оси Х `u3` - количество точек останова
Равномерно разнесенный `y1, y2 = prelookup(u1, u2, u3, u4)`	`y1` - индекс `y2` - дробь `u1` - вход `u2` - первая точка данных точек по оси Х `u3` - интервалы между точками останова `u4` - количество точек останова

При программном определении записи таблицы может потребоваться изменить значения обязательных (первичных) и необязательных параметров алгоритма.

Установите значения необходимых параметров для замены кода.
Если вы не задаете значение для необязательного параметра, применяется программное обеспечение параметра алгоритма don't care. Программа замены кода игнорирует параметр при поиске совпадений.

Интерактивная разработка библиотеки замещения кода

В этом примере показано, как задать запись таблицы замещения кода для алгоритма интерполяционной таблицы interp1D при помощи инструмента замены кода.

Откройте Code Replacement Tool (crtool) из командной строки MATLAB с помощью следующей команды:
```
>>crtool
```
Составьте таблицу.
1. В контекстном меню crtool выберите File > New Table.
2. На правой панели назовите таблицу crl_LUT. Нажмите Apply.
Создайте запись. В контекстном меню crtool выберите File > New entry > Function.
Создайте параметры входа. В раскрывающемся списке Function выберите custom. Информация о функции появится в crtool. В данном примере задайте параметр следующим lookup1D . Установите параметры алгоритма, как показано на снимке crtool ниже.
Создайте концептуальное представление. Концептуальное представление описывает сигнатуру функции, которую вы хотите заменить. В Conceptual function подразделе crtool задайте возвращаемый аргумент y1и входной параметр u1 с Data Type double и u4 , с Data Type uint32 и Argument Type Scalar.
Задайте Argument Type входных параметров u2 и u3 как Matrixи Data Type как double. Установите Algorithm parameters как показано на рисунке ниже.
Создайте представление реализации. Представление реализации описывает сигнатуру оптимизационной функции. В данном примере, чтобы указать, что аргументы реализации имеют тот же порядок и свойства, что и концептуальные аргументы, установите флажок Make conceptual and implementation argument types the same.
Добавьте возвращаемый аргумент y1 и аргументы u1, u2, u3 и u4.
Задайте Name для функции замены под Function prototype.
Укажите сведения о сборке. Перейдите на вкладку Build Information, чтобы открыть панель Requirements к сборке. Укажите файлы (источник, заголовок, объект), которые требуется генератору кода для замены кода. В данном примере вам не нужно указывать информацию о сборке.
Проверьте и сохраните таблицу. Щелкните вкладку Mapping Information и проверьте заполнение полей как показано на рисунке. Нажмите Validate entry. В контекстном меню crtool выберите File > Save table > Save.
Зарегистрируйте библиотеку замещения кода. Регистрация создает библиотеку, состоящую из заданных таблиц. Выберите File > Generate registration file. В диалоговом окне Сгенерировать файл регистрации заполните следующие поля:
Чтобы использовать библиотеку замены кода, обновите текущий сеанс работы с MATLAB командой:
```
>>sl_refresh_customizations
```
Проверьте библиотеку замещения кода. Из командной строки MATLAB откройте библиотеку с помощью Code Replacement Viewer и проверьте, что таблица и запись заданы правильно. Дополнительные сведения см. в разделе Проверка библиотеки замещения кода. Сконфигурируйте модель, чтобы использовать библиотеку замены кода, сгенерировать код и проверить, что замена происходит должным образом. Если происходит непредвиденное поведение, исследуйте журналы попадания и пропуска, чтобы устранить проблемы.

Программно разрабатывайте библиотеку замещения кода

Откройте программный интерфейс из меню MATLAB, выбрав New > Function.
Составьте таблицу.
1. Создайте функцию с именем таблицы библиотеки замещения кода, которая не имеет аргументов и возвращает объект таблицы. Можно использовать эту функцию для вызова таблицы библиотеки замещения кода.
2. Создайте объект таблицы путем вызова RTW.TflTable.
```
function hTable = my_lookup_replacement_table
% Create a function to call the code replacement library table 

%% Create a table object
hTable = RTW.TflTable;
```
Создайте запись. Поскольку этот пример заменяет функцию, создайте запись замены кода в вашей таблице, вызвав функцию entry RTW.TflCFunctionEntry.
```
function hTable = my_lookup_replacement_table
% Create a code replacement library table 

%% Create a table object
hTable = RTW.TflTable;

%% Create an entry
hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;
```

Создайте параметры входа. Поскольку эти примеры заменяют функцию, создайте параметры входа путем вызова функции setTflCFunctionEntryParameters.

function hTable = my_lookup_replacement_table()
% Create a code replacement library table 

%% Create a table object
hTable = RTW.TflTable;

%% Create an entry
hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;

%% Create entry parameters
setTflCFunctionEntryParameters(hEntry, ...
          'Key',                      'lookup1D', ...
          'Priority',                 100, ...
          'ImplementationName',       'my_Lookup1D_Repl', ...
          'ImplementationHeaderFile', 'myLookup1D.h', ...
          'ImplementationSourceFile', 'myLookup1D.c', ...
          'GenCallback',              'RTW.copyFileToBuildDir');

Создайте концептуальное представление. Концептуальное представление описывает сигнатуру функции, которую вы хотите заменить. Чтобы явным образом задать свойства аргумента, вызовите функцию getTflArgFromString.

function hTable = my_lookup_replacement_table()
% Create a code replacement library table 

%% Create a table object
hTable = RTW.TflTable;

%% Create an entry
hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;

%% Create entry parameters
setTflCFunctionEntryParameters(hEntry, ...
          'Key',                      'lookup1D', ...
          'Priority',                 100, ...
          'ImplementationName',       'my_Lookup1D_Repl', ...
          'ImplementationHeaderFile', 'myLookup1D.h', ...
          'ImplementationSourceFile', 'myLookup1D.c', ...
          'GenCallback',              'RTW.copyFileToBuildDir');

%% Create the conceptual representation
arg = hEntry.getTflArgFromString('y1','double');
arg.IOType = 'RTW_IO_OUTPUT';
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = hEntry.getTflArgFromString('u1','double');
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = RTW.TflArgMatrix('u2', 'RTW_IO_INPUT',  'double');
arg.DimRange = [0 0; Inf Inf];
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = RTW.TflArgMatrix('u3', 'RTW_IO_INPUT',  'double');
arg.DimRange = [0 0; Inf Inf];
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = hEntry.getTflArgFromString('u4','uint32');
addConceptualArg(hEntry, arg);

Создайте представление реализации. Представление реализации описывает сигнатуру оптимизационной функции. Чтобы указать, что аргументы реализации имеют тот же порядок и свойства, что и концептуальные аргументы, вызовите функцию getTflArgFromString.

function hTable = my_lookup_replacement_table()
% Create a code replacement library table 

%% Create a table object
hTable = RTW.TflTable;

%% Create an entry
hEntry = RTW.TflCFunctionEntry;

%% Create entry parameters
setTflCFunctionEntryParameters(hEntry, ...
          'Key',                      'lookup1D', ...
          'Priority',                 100, ...
          'ImplementationName',       'my_Lookup1D_Repl', ...
          'ImplementationHeaderFile', 'myLookup1D.h', ...
          'ImplementationSourceFile', 'myLookup1D.c', ...
          'GenCallback',              'RTW.copyFileToBuildDir');

%% Create the conceptual representation
arg = hEntry.getTflArgFromString('y1','double');
arg.IOType = 'RTW_IO_OUTPUT';
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = hEntry.getTflArgFromString('u1','double');
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = RTW.TflArgMatrix('u2', 'RTW_IO_INPUT',  'double');
arg.DimRange = [0 0; Inf Inf];
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = RTW.TflArgMatrix('u3', 'RTW_IO_INPUT',  'double');
arg.DimRange = [0 0; Inf Inf];
addConceptualArg(hEntry, arg);

arg = hEntry.getTflArgFromString('u4','uint32');
addConceptualArg(hEntry, arg);

algParams = getAlgorithmParameters(hEntry);   
algParams.InterpMethod = 'Linear';
algParams.ExtrapMethod = 'Clip';
algParams.UseRowMajorAlgorithm = 'off';
algParams.RndMeth = 'Round';
algParams.IndexSearchMethod = 'Linear search';
algParams.UseLastTableValue = 'off';
algParams.RemoveProtectionInput = 'off';
algParams.SaturateOnIntegerOverflow = 'off';
algParams.SupportTunableTableSize = 'off';
algParams.BPPower2Spacing = 'off';
setAlgorithmParameters(hEntry, algParams);


%% Create the Implementation Representation  
arg = hEntry.getTflArgFromString('y1','double');
arg.IOType = 'RTW_IO_OUTPUT';
hEntry.Implementation.setReturn(arg); 

arg = hEntry.getTflArgFromString('u1','double');
hEntry.Implementation.addArgument(arg);

arg = hEntry.getTflArgFromString('u2','double*');
hEntry.Implementation.addArgument(arg);

arg = hEntry.getTflArgFromString('u3','double*');
hEntry.Implementation.addArgument(arg);

arg = hEntry.getTflArgFromString('u4','uint32');
hEntry.Implementation.addArgument(arg);

%% Add the entry to the table
hTable.addEntry(hEntry);

Укажите сведения о сборке. В параметрах входа укажите файлы (заголовок, источник, объект), которые нужны генератору кода для замены кода. В данном примере информация о сборке не требуется.
Проверьте и сохраните файл индивидуальной настройки. В меню MATLAB сохраните этот файл индивидуальной настройки, выбрав File > Save. В командной строке проверьте таблицу библиотеки замещения кода, вызвав ее:
```
>> hTable = my_lookup_replacement_table
```
Зарегистрируйте библиотеку замещения кода. Регистрация создает библиотеку замещения кода путем определения имени библиотеки, таблиц замещения кода и другой информации. Создайте файл регистрации (новый файл функции) с этими спецификациями:
```
function rtwTargetInfo(cm)
 
cm.registerTargetInfo(@loc_register_crl);
end
 
function this = loc_register_crl 
 
this(1) = RTW.TflRegistry; 
this(1).Name = 'CRL for LUT 1D function replacement’;
this(1).TableList = {'my_lookup_replacement_table.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 работы с MATLAB командой:
```
>>sl_refresh_customizations
```
Проверьте библиотеку замещения кода. Из командной строки MATLAB откройте библиотеку с помощью Code Replacement Viewer и проверьте, что таблица и запись заданы правильно. Дополнительные сведения см. в разделе Проверка библиотеки замещения кода. Сконфигурируйте модель, чтобы использовать библиотеку замены кода, сгенерировать код и проверить, что замена происходит должным образом. Если происходит непредвиденное поведение, исследуйте журналы попадания и пропуска, чтобы устранить проблемы.

Сгенерируйте код при помощи библиотеки замещения кода интерполяционной таблицы

Открыть скрипт

В этом разделе вы генерируете код с помощью библиотеки замены кода, которую вы создали в первых двух разделах этого примера. Функция интерполяционной таблицы заменяется вызовом пользовательской функции в сгенерированном коде. Этот пример не предоставляет функцию реализации. Напишите свою собственную реализацию.

Пример модели

Откройте модель crl_LUTfunction для настройки библиотеки замещения кода.

open_system('crl_LUTfunction');

copyfile LutFnRtwTargetInfo.txt rtwTargetInfo.m

Запустите файл индивидуальной настройки MATLAB, чтобы создать таблицу замещения кода и зарегистрировать файл. Файл индивидуальной настройки уже выполнен. Запустите функцию sl_refresh_customizations, чтобы загрузить библиотеку.

sl_refresh_customizations;

Включите библиотеку замещения кода

Откройте диалоговое окно Параметры конфигурации.
На панели Интерфейс установите библиотеку замещения кода нажав Выбрать и добавить CRL for LUT function replacement к библиотекам замены выбранного кода - приоритетная панель списка.

%
% Alternatively, use the command-line API to enable the code replacement:
set_param('crl_LUTfunction', 'CodeReplacementLibrary', 'CRL for LUT function replacement');

Сгенерируйте код из модели:

evalc('slbuild(bdroot)');

Просмотрите сгенерированный код. Вот фрагмент crl_LUTfunction.c.

cfile = fullfile('crl_LUTfunction_ert_rtw','crl_LUTfunction.c');
rtwdemodbtype(cfile,'/* Model step function ','/* Model initialize function',1, 1);

/* Model step function */
void crl_LUTfunction_step(void)
{
  int32_T iU;

  /* Lookup_n-D: '<Root>/1-D Lookup Table2' incorporates:
   *  Constant: '<Root>/Constant2'
   */
  for (iU = 0; iU < 9; iU++) {
    crl_LUTfunction_Y.Y1[iU] = my_Lookup1D_Repl
      (crl_LUTfunction_ConstP.Constant2_Value[iU],
       &crl_LUTfunction_ConstP.uDLookupTable2_bp01Data[0],
       &crl_LUTfunction_ConstP.uDLookupTable2_tableData[0], 10U);
  }

  /* End of Lookup_n-D: '<Root>/1-D Lookup Table2' */
}

Функция Интерполяционная таблица заменена на пользовательскую my_Lookup1D_Repl функция.

Закройте модель и отчет о генерации кода.

delete ./rtwTargetInfo.m
bdclose('crl_LUTfunction');
rtwdemoclean;

Документация