代碼生成中的數據管理董淑成

1、代碼生成中的數據管理2016-08-03  董淑成數據對象的基本概念在你的模型驗證完成之后，就可以進行代碼生成工作了，代碼生成階段最主要的工作就是數據管理。前面我們說過，我們只管理我們關心的數據，對于那些無關的數據，就任由代碼生成工具怎么處理吧。數據管理的方式有好幾種，我這里只介紹在工程化項目中被廣泛應用的使用數據對象管理數據。這里的“數據對象”里面的“對象”二字和就是我們經常聽到的“面向對象”里面的“對象”一樣。沒錯，說白了，就是使用面向對象的方式去管理數據。我們知道，在面向對象的編程模式下，有一個非常重要的概念類，類是一種抽象，抽象出某一類事物共同具有的某些屬性以及相關的操作（面

2、向對象里稱之為“方法”）。面向對象模式下，還有一個概念包，包會把相關的幾個類打包到一起，以便于管理。另外，就是對象，對象是類的實例，對象不再是抽象的，而是具體的，創(chuàng)建對象就是一個實例化過程。對象擁有類的所有屬性，同時要求我們給出屬性值。Simulink在進行數據管理的時候，提供了兩個包，一個是Simulink Package，另一個是mpt Package。下面以Simulink Package為例，介紹包、類以及屬性的結構。如圖示，Simulink包里有兩個類，一個是Signal，一個是Parameter。對于其中的每個類，都有各自的屬性和方法。數據管理基本上就是管理事先定義好的各種屬性，其

3、中，最為重要就是數據類型（DataType）和存儲類（Storage Class）。數據類型相信大家都很熟悉，這里面稍微有些麻煩的是定點數，以后我會專門介紹數據的定點化，這里就不做過多的討論；而存儲類，是影響數據存儲的重要因素。模型中的信號，我們可能定義為全局變量，也可能定義為靜態(tài)變量；模型中的參數，我們可以定義為常數型變量，也可以定義為宏定義；還有的數據，在一個模塊中定義后，在其他模塊中就不能再次定義。所有這些，都是通過定義數據對象的存儲類來實現的。代碼生成事例下面我通過一個簡單例子來介紹一下數據管理過程，模型非常簡單，輸出Out1等于兩個輸入信號In1和In2相加再乘以k，這個模型，我們的

4、目標代碼如下：z = (x+y)*k;其中， x、y在其他模塊中定義，z和k在本模塊定義。怎么做？首先，設置代碼生成工具為Embedded Coder，也就是設置系統(tǒng)目標文件（System Target File）為ert.tlc；然后，數據管理：使用信號對象管理信號1. 在信號線上定義信號名，鼠標雙擊信號線，出現編輯框之后，寫上信號的名字x、y、z；2. 在數據字典或者base workspace里定義同名的信號對象，在ModelExplorer里面，選中數據字典的Design Data，或者base workspace，然后添加三個SimulinkSignal，并命名為x、y、z，設置x、

5、y的Storage Class為ImportedExtern，z的Storage Class為Exported Global；3. 將信號對象和信號關聯起來，在信號線上，使用鼠標右鍵，選擇Properties，然后在Properties對話框里選中Signal name must resolve to Simulink signal object，關聯了信號對象的信號名前面會出現一個藍色的叉子。說明鼠標右鍵點擊信號線的方式只能對單個信號進行關聯，如果想批量關聯，可以在MATLAB窗口中使用如下命令：disableimplicitsignalresolution(mymodel)，假如模型文件的

6、文件名是mymodel.slx或者mymodel.mdl。使用參數對象管理參數1. 定義參數，雙擊Gain模塊，賦值為k；2. 定義參數對象，在ModelExplorer界面下，選中數據字典或者base workspace，定義Simulink Parameter對象k，給出k的初始值為2，設置StorageClass為constVolatile；3. Inline參數，在配置參數（Configuration Parameters）的優(yōu)化選項（Optimization）里設置的信號和參數（Signals and Parameters）設置參數的inline選項。然后，就可以按下Ctrl+B生成代碼了。經過上述設置之后，我們如愿得到了我們期望的代碼：  z = (x+y)*k;其中x、y為外部模塊定義好的全局變量，本模塊內只做了Extern聲明，沒有定義，z為全局變量，定義在本模塊，k為加了限定詞const和volatile的參數。說明MATLAB 從R2014b開始提供了數據字典功能，數據字典將數據對象