MATLAB Function ブロックを使用したデータ型の制御とコード生成

MATLAB Function ブロックを使用すると、組み込みコードを生成する Simulink^® モデルで MATLAB^® 言語の関数を作成できます。ターゲット環境用のモデルをシミュレーションする場合またはコードを生成する場合には、 MATLAB Function ブロック内の関数によって効率的な C/C++ コードが生成されます。このコードは、組み込みターゲット環境のメモリやデータ型の要件を厳密に満たします。

MATLAB Function ブロックを使用したデータ型オーバーライド

Simulink モデルでデータ型オーバーライドを指定する MATLAB Function ブロックを使用すると、このブロックによって入力信号およびパラメータータイプのデータ型オーバーライドの等価値が決まります。次に、これらの等価値を使用して、シミュレーションが実行されます。以下の表は、MATLAB Function ブロックが入力信号またはパラメーターのデータ型と、Simulink モデルのデータ型オーバーライドの設定を使用して、データ型オーバーライドの等価値を決定する方法を示しています。データ型オーバーライドの詳細については、固定小数点の計測機能およびデータ型オーバーライドを参照してください。

入力信号またはパラメータータイプ	データ型オーバーライドの設定	データ型オーバーライドの適用対象	オーバーライドするデータ型
継承される `single`	`Double`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `double`
	`Single`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `single`
	`Scaled double`	`All numeric types` または `Floating-point`	`fi scaled double`
指定される `single`	`Double`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `double`
	`Single`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `single`
	`Scaled double`	`All numeric types` または `Floating-point`	`fi scaled double`
継承される `double`	`Double`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `double`
	`Single`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `single`
	`Scaled double`	`All numeric types` または `Floating-point`	`fi scaled double`
指定される `double`	`Double`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `double`
	`Single`	`All numeric types` または `Floating-point`	組み込み `single`
	`Scaled double`	`All numeric types` または `Floating-point`	`fi scaled double`
継承される `Fixed`	`Double`	`All numeric types` または `Fixed-point`	`fi double`
	`Single`	`All numeric types` または `Fixed-point`	`fi single`
	`Scaled double`	`All numeric types` または `Fixed-point`	`fi scaled double`
指定される `Fixed`	`Double`	`All numeric types` または `Fixed-point`	`fi double`
	`Single`	`All numeric types` または `Fixed-point`	`fi single`
	`Scaled double`	`All numeric types` または `Fixed-point`	`fi scaled double`

固定小数点データ型と MATLAB Function ブロック

MATLAB からのコード生成では、多数の Fixed-Point Designer™ 関数がサポートされています。サポートされている Fixed-Point Designer 関数の詳細については、コードの高速化または C コード生成用にサポートされている関数を参照してください。Simulink で固定小数点データ型を使用したモデルのシミュレーションを行うには、Fixed-Point Designer ライセンスを所有していなければなりません。

モデルエクスプローラーで固定小数点パラメーターを指定

モデルエクスプローラーを使用すると、固定小数点モデルで MATLAB Function ブロックのパラメーターを指定できます。詳細については、MATLAB Function ブロックプロパティの指定を参照してください。

新しいモデルを作成します。そのモデルに MATLAB Function ブロックを配置します。
モデルエクスプローラーを開きます。[モデル化] タブの [設計] セクションで、[モデルエクスプローラー] をクリックします。
[モデルの階層構造] ペインで [untitled*] ノードを展開します。次に、[MATLAB Function] ノードを選択します。

以下のパラメーターは、固定小数点と整数のデータ型を使用するモデル内の MATLAB Function ブロックに適用されます。

これらの継承される Simulink 信号タイプを fi オブジェクトとして扱う — 継承される固定小数点と整数の信号を fi オブジェクトとして扱うかどうかを選択します。
- 固定小数点 — MATLAB Function ブロックはすべての固定小数点入力を Fixed-Point Designer の fi オブジェクトとして扱います。
- 固定小数点および整数 — MATLAB Function ブロックはすべての固定小数点と整数入力を Fixed-Point Designer の fi オブジェクトとして扱います。
MATLAB 関数 fimath — 次のオブジェクトに関連付けるブロックの fimath プロパティを指定します。
- fi オブジェクトとして取り扱うように指定した MATLAB Function ブロックに対するすべての固定小数点と整数の入力信号。
- MATLAB Function ブロック内に作成されたすべての fi と fimath オブジェクト。
以下のオプションのいずれかを選択します。
- MATLAB と同じ — ブロックは現在の既定の fimath と同じ fimath プロパティを使用します。エディットボックスに、現在の既定の fimath が読み取り専用形式で表示されます。
- それ以外を指定 — エディットボックス内で独自の fimath オブジェクトを指定します。

MATLAB Function ブロック内での `fimath` オブジェクトの使用

MATLAB Function ブロックの [プロパティインスペクター] ペインを開きます。[モデル化] タブの [設計] セクションで、[プロパティインスペクター] を選択します。[プロパティインスペクター] ペインで、[固定小数点プロパティ] を展開します。

[MATLAB Function ブロックの fimath] パラメーターを使用すると、MATLAB Function ブロック用の fimath オブジェクトのプロパティを 1 セット指定できます。ブロックは指定した fimath プロパティを以下のオブジェクトに関連付けます。

fi オブジェクトとして取り扱うように指定した MATLAB Function ブロックに対するすべての固定小数点と整数の入力信号。
MATLAB Function ブロック内に作成されたすべての fi と fimath オブジェクト。

以下のオプションのいずれかを選択します。

MATLAB と同じ — ブロックは現在の既定の fimath と同じ fimath プロパティを使用します。エディットボックスに、現在の既定の fimath が読み取り専用形式で表示されます。
それ以外を指定 — エディットボックス内で独自の fimath オブジェクトを指定します。それには次の 2 つの方法があります。
- fimath オブジェクトをエディットボックス内で作成する。
- fimath オブジェクトを MATLAB またはモデルワークスペース内で作成して、その変数名をエディットボックスに入力する。
  メモ
  このオプションを使用し、モデルを他のユーザーと共有する場合は、変数をモデルワークスペースで定義することを忘れないようにしてください。

[MATLAB 関数 fimath] オプションの機能を示す例については、Specify Fixed-Point Math Properties in MATLAB Function Blockを参照してください。

Fixed-Point Designer の関数 isfimathlocal では、MATLAB のコード生成がサポートされています。

固定小数点 MATLAB Function ブロックを含むモデルの共有

MATLAB Function ブロックを含む固定小数点モデルを共有するには、まず、MATLAB のワークスペースで定義したすべての変数を、fimath オブジェクトも含めて、モデルのワークスペースに移動する必要があります。次に例を示します。

新しいモデルを作成します。そのモデルに MATLAB Function ブロックを配置します。

MATLAB ワークスペースで fimath オブジェクトを定義します。

F = fimath('RoundingMethod','Floor','OverflowAction','Wrap',...
    'ProductMode','KeepLSB','ProductWordLength',32,...
    'SumMode','KeepLSB','SumWordLength',32)

F = 


        RoundingMethod: Floor
        OverflowAction: Wrap
           ProductMode: KeepLSB
     ProductWordLength: 32
               SumMode: KeepLSB
         SumWordLength: 32
         CastBeforeSum: true

この fimath は、 MATLAB Function ブロックを入力として読み込む Simulink の固定小数点信号に使用できます。

モデルエクスプローラーを開きます。
モデルエクスプローラーの [モデルの階層構造] ペインで [untitled*] ノードを展開します。[MATLAB Function] ノードを選択します。
[MATLAB Function ブロックの fimath] で、[それ以外を指定] を選択します。エディットボックスで、変数 F を入力します。[適用] をクリックして、変更を保存します。
これですべての Simulink 固定小数点入力信号と、ブロック内で作成されるすべての fi オブジェクトと fimath オブジェクトに関連付けられる fimath プロパティを定義しました。
[モデルの階層構造] ペインで [ベースワークスペース] を選択します。MATLAB ワークスペースで定義した変数 F は [コンテンツ] ペインのリストで確認できます。このモデルを他のユーザーに送信する場合、そのユーザーが同じ結果を得るためには、最初に MATLAB ワークスペースで同じ変数を定義しなければなりません。
ベースワークスペースから変数 F を切り取り、モデルのノードの下にリストされたモデルのワークスペース、この場合は [untitled*] に貼り付けます。以下に示すように、モデルエクスプローラーが表示されます。

これで他のユーザーとモデルを共有できます。モデル自体のワークスペースに必要な変数を含めたため、他のユーザーはモデルを実行して正確な結果を得ることができます。モデルの受信や実行に必要な手順は他にはありません。

参考

MATLAB Function | コード生成のワークフロー (MATLAB Coder)