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コマンド ラインでの単精度の C コードの生成

この例では、単精度の C コードを倍精度の MATLAB^® コードからコマンド ラインで生成する方法について示します。

前提条件

この例を実行するには、次の製品をインストールします。

• MATLAB

• MATLAB Coder™

• Fixed-Point Designer™

• C コンパイラ

  サポートされるコンパイラを参照してください。

  mex -setup を使用して既定のコンパイラを変更できます。既定のコンパイラの変更を参照してください。

フォルダーの作成と関連ファイルのコピー

1. ローカルの作業フォルダー (例: c:\ex_2ndOrder_filter) を作成します。

2. docroot\toolbox\fixpoint\examples フォルダーに移動します。MATLAB コマンド ラインで以下のように入力します。

   cd(fullfile(docroot, 'toolbox', 'fixpoint', 'examples')) 

3. ex_2ndOrder_filter.m および ex_2ndOrder_filter_test.m ファイルをローカル作業フォルダーにコピーします。

   種類	名前	説明
   関数のコード	ex_2ndOrder_filter.m	MATLAB のエントリポイント関数
   テスト ファイル	ex_2ndOrder_filter_test.m	ex_2ndOrder_filter.m をテストする MATLAB スクリプト

    関数 ex_2ndOrder_filter

   function y = ex_2ndOrder_filter(x) %#codegen
     persistent z
     if isempty(z)
         z = zeros(2,1);
     end
     % [b,a] = butter(2, 0.25)
     b = [0.0976310729378175,  0.195262145875635,  0.0976310729378175];
     a = [1, -0.942809041582063,  0.3333333333333333];
   
    
     y = zeros(size(x));
     for i = 1:length(x)
         y(i) = b(1)*x(i) + z(1);
         z(1) = b(2)*x(i) + z(2) - a(2) * y(i);
         z(2) = b(3)*x(i)        - a(3) * y(i);
     end
   end
   

    ex_2ndOrder_filter_test スクリプト

   次のような事前処理と事後処理を行うテスト スクリプトを個別に作成することをお勧めします。

   • 入力値の設定

   • テストする関数の呼び出し

   • テスト結果の出力

   意図したシステムの動作範囲全体をカバーするため、このテスト スクリプトは関数 ex_2ndOrder_filter を 3 つの入力信号、チャープ、ステップ、インパルスを使用して実行します。次に、スクリプトは出力をプロットします。

   % ex_2ndOrder_filter_test
   %
   % Define representative inputs
   N = 256;                   % Number of points
   t = linspace(0,1,N);       % Time vector from 0 to 1 second
   f1 = N/2;                  % Target frequency of chirp set to Nyquist
   x_chirp = sin(pi*f1*t.^2); % Linear chirp from 0 to Fs/2 Hz in 1 second
   x_step = ones(1,N);        % Step
   x_impulse = zeros(1,N);    % Impulse
   x_impulse(1) = 1;
   
   % Run the function under test
   x = [x_chirp;x_step;x_impulse];
   y = zeros(size(x));
   for i = 1:size(x,1)
     y(i,:) = ex_2ndOrder_filter(x(i,:));
   end
   
   % Plot the results
   titles = {'Chirp','Step','Impulse'}
   clf
   for i = 1:size(x,1)
     subplot(size(x,1),1,i)
     plot(t,x(i,:),t,y(i,:))
     title(titles{i})
     legend('Input','Output')
   end
   xlabel('Time (s)')
   figure(gcf)
   
   disp('Test complete.')

入力引数の型の決定

入力引数 x の型を決定するには、coder.getArgTypes を使用してテスト ファイル ex_2ndOrder_filter_test.m を実行します。

types = coder.getArgTypes('ex_2ndOrder_filter_test', 'ex_2ndOrder_filter');

テスト ファイルが実行され、各入力信号のフィルターの出力が表示されます。coder.getArgTypes は x の入力型を 1 行 256 列の double とすることを決定します。

単精度の MEX を生成して実行し、数値的動作を検証

1. 単精度の C コードを生成する前に、生成された単精度コードの動作の検証に使用できる単精度の MEX 関数を生成します。単精度の MEX コードが必要であることを示すには、-singleC オプションを使用します。

   codegen -singleC ex_2ndOrder_filter -args types -report

   MEX の生成中に、コード ジェネレーターによって単精度変換の問題が検出されます。C/C++ コードを生成する前に、この問題を解決します。この例には単精度変換の問題はありません。

   生成された MEX は単精度と倍精度の入力を受け入れます。同じテスト ファイルを使用して、倍精度の MATLAB 関数と単精度の MEX 関数を実行できます。単精度の MEX 関数を呼び出すためにテスト ファイルを変更する必要はありません。

2. テスト ファイル ex_2ndOrder_filter_test.m を実行します。このファイルは倍精度の MATLAB 関数 ex_2ndOrder_filter.m を呼び出します。

   ex_2ndOrder_filter_test

3. テスト ファイルが実行され、各入力信号のフィルターの出力が表示されます。

4. 倍精度の関数 ex_2ndOrder_filter の呼び出しを単精度の関数 ex_2ndOrder_filter_mex の呼び出しで置き換えてテスト ファイル ex_2ndOrder_filter_test を実行します。

   coder.runTest('ex_2ndOrder_filter_test', 'ex_2ndOrder_filter')

5. テスト ファイルが実行され、各入力信号のフィルターの出力が表示されます。単精度の MEX 関数は倍精度の MATLAB 関数と同じ結果を生成します。

単精度の C コードの生成

1. C のスタティック ライブラリ、ダイナミック ライブラリまたは実行可能ファイルを生成するためのコード構成オブジェクトを作成します。

   cfg = coder.config('lib');
   

2. 単精度の C コードを生成するには、-singleC オプションを使用して codegen を呼び出します。コード生成レポートの生成を有効にします。

   codegen -config cfg -singleC ex_2ndOrder_filter -args {types{1}} -report

生成された単精度の C コードの表示

C コード生成についてのコード生成レポートを表示するには、[レポートの表示] リンクをクリックします。

[生成されるコード] ペインで、ex_2ndOrder_filter.c をクリックします。

• 倍精度変数は C コード内に float 型をもちます。

• インデックス i は整数です。

潜在的なデータ型の問題の表示

単精度コードを生成する場合、codegen を使用して潜在的なデータ型の問題をコード生成レポートで強調表示できます。codegen で倍精度演算を削除できない場合、演算を行う MATLAB 式がレポートで強調表示されます。

[コードの洞察] タブをクリックします。[潜在的なデータ型の問題] を展開します。倍精度演算がないということは、倍精度演算が残っていないことを示します。

参考

codegen | coder.config | coder.getArgTypes | coder.runTest

関連する例

• MATLAB Coder アプリを使用した単精度の C コードの生成
• 単精度 MATLAB コードの生成

詳細

• 単精度の変換におけるベスト プラクティス
• 単精度 C/C++ コードへの変換からの警告