代码生成中的数据管理-董淑成

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1、代码生成中的数据管理2016-08-03 董淑成数据对象的基本概念在你的模型验证完成之后,就可以进行代码生成工作了,代码生成阶段最主要的工作就是数据管理。前面我们说过,我们只管理我们关心的数据,对于那些无关的数据,就任由代码生成工具怎么处理吧。数据管理的方式有好几种,我这里只介绍在工程化项目中被广泛应用的使用数据对象管理数据。这里的“数据对象”里面的“对象”二字和就是我们经常听到的“面向对象”里面的“对象”一样。没错,说白了,就是使用面向对象的方式去管理数据。我们知道,在面向对象的编程模式下,有一个非常重要的概念——类,类是一种抽象,抽象出某一类事物共同具有的某些属性以及相关的操作(

2、面向对象里称之为“方法”)。面向对象模式下,还有一个概念——包,包会把相关的几个类打包到一起,以便于管理。另外,就是对象,对象是类的实例,对象不再是抽象的,而是具体的,创建对象就是一个实例化过程。对象拥有类的所有属性,同时要求我们给出属性值。Simulink在进行数据管理的时候,提供了两个包,一个是SimulinkPackage,另一个是mptPackage。下面以SimulinkPackage为例,介绍包、类以及属性的结构。如图示,Simulink包里有两个类,一个是Signal,一个是Parameter。对于其中的每个类,都有各自的属性和方法。数据管理基本上就是管理事先定义好的各

3、种属性,其中,最为重要就是数据类型(DataType)和存储类(StorageClass)。数据类型相信大家都很熟悉,这里面稍微有些麻烦的是定点数,以后我会专门介绍数据的定点化,这里就不做过多的讨论;而存储类,是影响数据存储的重要因素。模型中的信号,我们可能定义为全局变量,也可能定义为静态变量;模型中的参数,我们可以定义为常数型变量,也可以定义为宏定义;还有的数据,在一个模块中定义后,在其他模块中就不能再次定义。所有这些,都是通过定义数据对象的存储类来实现的。代码生成事例下面我通过一个简单例子来介绍一下数据管理过程,模型非常简单,输出Out1等于两个输入信号In1和In2相加再乘以k

4、,这个模型,我们的目标代码如下:z=(x+y)*k;其中,x、y在其他模块中定义,z和k在本模块定义。怎么做?首先,设置代码生成工具为EmbeddedCoder,也就是设置系统目标文件(SystemTargetFile)为ert.tlc;然后,数据管理:使用信号对象管理信号1.在信号线上定义信号名,鼠标双击信号线,出现编辑框之后,写上信号的名字x、y、z;2.在数据字典或者baseworkspace里定义同名的信号对象,在ModelExplorer里面,选中数据字典的DesignData,或者baseworkspace,然后添加三个SimulinkSignal,并命名为x、y、z,设

5、置x、y的StorageClass为ImportedExtern,z的StorageClass为ExportedGlobal;3.将信号对象和信号关联起来,在信号线上,使用鼠标右键,选择Properties,然后在Properties对话框里选中SignalnamemustresolvetoSimulinksignalobject,关联了信号对象的信号名前面会出现一个蓝色的叉子。说明鼠标右键点击信号线的方式只能对单个信号进行关联,如果想批量关联,可以在MATLAB窗口中使用如下命令:disableimplicitsignalresolution(‘mymodel’),假如模型文件的文

6、件名是mymodel.slx或者mymodel.mdl。使用参数对象管理参数1.定义参数,双击Gain模块,赋值为k;2.定义参数对象,在ModelExplorer界面下,选中数据字典或者baseworkspace,定义SimulinkParameter对象k,给出k的初始值为2,设置StorageClass为constVolatile;3.Inline参数,在配置参数(ConfigurationParameters)的优化选项(Optimization)里设置的信号和参数(SignalsandParameters)设置参数的inline选项。然后,就可以按下Ctrl+B生成代码了。

7、经过上述设置之后,我们如愿得到了我们期望的代码: z=(x+y)*k;其中x、y为外部模块定义好的全局变量,本模块内只做了Extern声明,没有定义,z为全局变量,定义在本模块,k为加了限定词const和volatile的参数。说明MATLAB从R2014b开始提供了数据字典功能,数据字典将数据对象通过独立的文件进行管理,如果使用数据字典管理数据的话,数据对象需要定义在数据字典里面,并且还要有一个将数据字典和模型关联的过程,如果使用baseworkspac

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