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。

コードファイルの作成

ローカルの書き込み可能なフォルダーに、関数 ex_2ndOrder_filter.m を作成します。

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

テストファイル ex_2ndOrder_filter_test.m を作成して ex_2ndOrder_filter アルゴリズムの演習を行います。

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

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。
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
```
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。
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')
```
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

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');
```
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