データ構成アプローチの選択

モデルからコードを生成すると、信号、状態、パラメーターなどの設計データがコードに含まれ、アプリケーションコードから読み取りや書き込みを行うことができます。このデータを生成コードでどのように表現するかを決める際は、次の点について検討します。

モデルでどのタイプのデータ要素を使用するか
データをどこに格納するか
コード生成の目的は何か
データをどのように構成すればコード生成の目的を満たせるか

これらの問いに対する答えは、モデルのアーキテクチャ (スタンドアロンモデル、スタンドアロンの参照モデル階層、または複数コンポーネントのシステム)、アプリケーションのタイプ (再呼び出し可能または単一インスタンス)、およびコードを既存の外部コードと統合しているかどうかによって異なります。

データ要素のカテゴリ

モデルに含まれる可能性があるデータ要素は、次の表にリストされたデータ要素のタイプに分類されます。

データ要素のタイプ	説明
Inports	Inport ブロックや Bus Element In ブロックなど、モデルのルートレベルの入力端子。
Outports	Outport ブロックや Bus Element Out ブロックなど、モデルのルートレベルの出力端子。
モデルスコープのパラメーター	モデルパラメーター引数 — モデルの引数として設定するモデルワークスペース内の変数。これらのパラメーターはモデルブロックで公開され、モデルインスタンスごとに異なる値を親モデルから提供できます。モデルパラメーター — モデルワークスペース内で定義されるパラメーター。モデルの引数とは異なり、これらのパラメーターはモデルの各インスタンスで共有されます。
外部パラメーター	ベースワークスペースまたはデータディクショナリ内でオブジェクトとして定義するパラメーター。アプリケーションの複数のモデルがこれらのパラメーターを使用できます。
データストア	内部データ (ローカルデータストア) — サブシステムの階層構造において、そのデータストアが定義されているレベル以下の任意の場所からアクセスできるデータストア。Data Store Memory ブロックを含めるか、モデルワークスペースで信号オブジェクトを作成することにより、モデル内でグラフィカルに定義されます。グローバルデータストア — ベースワークスペースまたはデータディクショナリの信号オブジェクトで定義されるデータストア。アプリケーション内の複数のモデルがこれらのデータストアを使用できます。共有ローカルデータストア — ブロックパラメーター [モデルインスタンス間で共有する] が設定された Data Store Memory ブロック。これらのデータストアには、Data Store Memory ブロックがあるシステム内でのみアクセスできます。データストア値は、モデルのインスタンス間で共有されます。
内部データ	内部信号やブロック状態などのローカルデータ。ローカルデータストアも含まれます。
定数	モデル内の定数パラメーターと定数値のブロック出力。

データに使用できるコード構成オプションは、構成するデータのカテゴリに依存します。データを格納する場所によって、データオブジェクトを使用して構成するか、モデルと共に保存されているコードマッピングを使用して構成するかが決まります。

モデルで使用するデータ要素の格納場所

モデルのデータを格納する場所は、使用しているモデルのアーキテクチャやモデル化の目的に応じて選択できます。

MATLAB^® ベースワークスペース — モデル化手法を試す際にデータの一時的なストレージとして使用します。
モデルワークスペース — 単一のモデルのローカルなデータを永続的に格納するために使用します。データがモデルと共に格納されるため、このワークスペースを使用するとモデルの移植性が向上します。モデルワークスペースは、パラメーター、引数、数値変数の格納に主に使用されます。次の要素は、一般にモデルワークスペースには格納されません。
- 信号オブジェクト — モデルワークスペースの信号オブジェクトはコード生成用に構成できません。コード生成用に信号を構成するために信号オブジェクトを定義する必要はありません。
- データ型オブジェクト。
Simulink^® データディクショナリ — グローバルデータ、データ型、およびモデル間で共有されるデータを永続的に格納するために使用します。

詳細については、Simulink モデルの変数とオブジェクトの保存場所の決定を参照してください。

コード生成用にデータ要素を構成する状況

コード生成用にデータの生成をカスタマイズするかどうかは、生成コードの目的によって決まります。カスタマイズを構成しない場合、コードジェネレーターは生成されたコード内のデータの表現を最適化目的で削除するか変更するかを判断します。

データ項目を構成することを選ぶ理由はいくつかあります。データを構成すると、データ項目が最適化によって生成コードから削除される可能性を防止したり、データ項目を生成コードでどのように格納および定義するかを構成したりできます。たとえば、データ項目を構成すると次のことができます。

パラメーターを調整する。
実行中に信号や状態を監視する。
データのメモリ内の配置を構成する。
データを外部コードとの間で交換する。
生成コードの可読性とトレーサビリティを高める。

コード生成用のデータ要素の構成

コード生成用にデータを構成するには、ストレージクラスを適用します。ストレージクラスは、生成コード内でのデータ要素の外観や配置を制御したり、そのデータ要素のストレージが最適化によって削除される可能性を防止したりできるコード生成設定です。Simulink Coder™ および Embedded Coder^® で利用できるストレージクラスを使用できます。それらのストレージクラスでは満たされない特別な要件があり、ERT ベースのターゲット向けのコードを生成している場合、新しいストレージクラスを定義して使用できます。ストレージクラスおよびストレージクラスのプロパティの詳細については、生成されたコードでのデータ表示を制御するストレージクラスの選択を参照してください。

データオブジェクトを使用してデータを構成する状況

モデルが保有するほとんどのデータについては、コードマッピングエディターまたはコードマッピング API を使用してストレージクラスをデータ項目に直接マッピングできます。モデルで使用する一部のデータについては、コード生成用に構成する際にデータオブジェクトを使用する必要があります。これには以下が含まれます。

パラメーター — ベースワークスペース、モデルワークスペース、またはデータディクショナリのパラメーターが含まれます。パラメーターは Simulink.Parameter オブジェクトを使用して構成します。
グローバルデータストア — 信号オブジェクトを使用して構成します。

コード生成用に数値変数を構成する場合は、その前に Simulink.Parameter オブジェクトに変換する必要があります。

モデルが保有するデータのコードマッピングを使用した構成

モデルが保有するデータは、Outport ブロック、信号線、ブロック状態、およびモデルワークスペース内のパラメーターオブジェクトで構成されます。このデータについては、Coder アプリでコードマッピングエディターを使用するかコードマッピング API を使用してストレージクラスをデータ項目にマッピングできます。便宜上、外部データオブジェクトもコードマッピングエディターで構成できますが、外部データオブジェクトについては、モデルではなくデータオブジェクトにストレージクラスが格納されます。これらのオブジェクトを表示するには、エディターでカテゴリ名の右側にある [リフレッシュ] リンクをクリックします。

モデルが保有するデータを構成するには、最初にデータ要素のカテゴリに対する既定のコード生成設定を構成します。既定のマッピングを使用すると、特定のカテゴリの要素を多数含むモデルの場合は特に、時間が節約でき、コードでエラーが発生するリスクを抑えることができます。

[C コード] タブで、[コードインターフェイス]、[既定のコードマッピング] を選択します。
[データの既定の設定] タブで、データのカテゴリを選択し、そのカテゴリに対する既定のストレージクラスを選択します。カテゴリに対してストレージクラスを指定しない場合、Default ストレージクラスが適用されます。この場合、コードジェネレーターはデータ要素のカテゴリのコードを標準の構造体に配置します。他のストレージクラスのオプションには以下が含まれます。
- ExportedGlobal など、関連する組み込みのストレージクラス。
- ImportFromFile など、利用可能なパッケージ内の関連するストレージクラス (Embedded Coder が必要です)。
- Embedded Coder ディクショナリで定義されたストレージクラス (Embedded Coder が必要です)。使用できるストレージクラスの詳細については、生成されたコードでのデータ表示を制御するストレージクラスの選択を参照してください。
プロパティインスペクターで、そのストレージクラスのプロパティを構成します。(たとえば、ヘッダーファイルや定義ファイルなど)。

詳細については、C Data Code Interface Configuration for Model Interface Elementsを参照してください。

入力端子、出力端子、データストア、ブロック状態など、特定のカテゴリのデータについては、既定のマッピングだけ構成すれば、ほとんどの場合、それ以外の構成は必要ありません。ただし、パラメーターや内部信号などのデータ要素については、データが最適化によって削除されるのを防ぐために個別のマッピングの指定が必要になることがあります。個々のデータ要素にストレージクラスを適用するには、次のようにします。

コードマッピングエディターの対応するカテゴリのタブでデータ要素を見つけます (たとえば、個々のパラメーターを構成するには [パラメーター] タブを選択します)。
データ要素のストレージクラスを選択します。既定の構成を適用するには、ストレージクラス [Model default] を選択します。
プロパティインスペクターで、そのストレージクラスのプロパティを構成します。(たとえば、ヘッダーファイルや定義ファイルなど)。

詳細については、C Data Code Interface Configuration for Model Interface Elementsを参照してください。

外部データの構成

コードマッピングエディターまたはモデルエクスプローラーを使用して、コード生成用に外部データオブジェクトを構成します。[コンテンツ] ペインでデータオブジェクトを選択します。次に、[ダイアログ] ペインの [コード生成] タブで、ストレージクラスを選択し、そのストレージクラスのプロパティを設定します。便宜上、外部データオブジェクトもコードマッピングエディターで構成できます。これらのオブジェクトを表示および構成するには、エディターでカテゴリ名の右側にある [リフレッシュ] リンクをクリックします。

外部データオブジェクトはプログラムで構成できます。たとえば、ストレージクラス ExportedGlobal を適用してコード生成用に Simulink.Parameter オブジェクトを構成するには、次のようなコードを使用できます。

P = Simulink.Parameter;
P.Value = 5;
P.DataType = 'int32';
P.CoderInfo.StorageClass = 'ExportedGlobal';

Embedded Coder ディクショナリへのストレージクラスパッケージの読み込み

Simulink 以外のストレージクラスパッケージ (作成したパッケージなど) からストレージクラスを適用するには、次のようにします。

Embedded Coder アプリを開きます。
Embedded Coder ディクショナリを開きます。[C コード] タブで [コードインターフェイス] 、 [Embedded Coder ディクショナリ] を選択します。
Embedded Coder ディクショナリで、[ストレージクラス] をクリックします。
[ストレージクラス] のテーブルの下にある [パッケージの管理] をクリックします。
[パッケージの管理] ダイアログボックスで、パッケージを選択します。目的のパッケージがリストにない場合は、[リフレッシュ] をクリックします。次に、パッケージを選択します。
[読み込み] をクリックします。
Embedded Coder ディクショナリを閉じます。
コードマッピングエディターまたはコードマッピング API を使用して、モデルのインターフェイス要素を構成します。

詳細については、Embedded Coder ディクショナリ、コードマッピングエディター – C、および coder.mapping.api.CodeMapping を参照してください。

データオブジェクト (必須パラメーター) を使用してストレージクラスを適用するには、Simulink.Signal オブジェクトまたは Simulink.Parameter オブジェクトを作成する代わりに、myPackage.Signal オブジェクトまたは myPackage.Parameter オブジェクトを作成します。パッケージからデータオブジェクトを作成するには、他のデータクラスパッケージからのデータオブジェクトの作成を参照してください。独自のストレージクラスを作成して適用する方法を示す例については、ユーザー定義パッケージで定義されたストレージクラスの作成と適用を参照してください。

参考

コードマッピングエディター – C | coder.mapping.api.CodeMapping