C コード生成のための信号データの構成

信号データは、生成されたアルゴリズムコードでブロックの入力信号からブロックの出力信号の値を計算する際に、ルートの Inport ブロックと Outport ブロックに接続する信号を除く中間結果をグローバルメモリに格納する変数で構成されます。信号データはモデルのブロック線図の信号線ではありません。たとえば、次のような場合は、生成コードに信号線のデータ表現は含まれません。

関数呼び出し端子に入る
Send ブロックなどのメッセージブロックから出る
計算ブロックを介さずにサブシステムの境界をまたぐ

コード生成用にモデルを構成する際、生成コードでアクセス可能にするブロックの入力信号と出力信号を選択します。たとえば、次のような目的で信号データを構成します。

生成コードの実行中に操作および監視するためにデータをアクセス可能にする。
メモリに格納されるデータの量を最小限に抑える。
コードジェネレーターが信号データをメモリ内のどこに配置するかを制御する。
信号データをモデルインターフェイスにプロモートし、他のコンポーネントおよびシステムがそのデータにアクセスできるようにする。
生成されたコードの可読性およびトレーサビリティを向上させる。

コードジェネレーターは信号線の構成の整合性をチェックします。たとえば、コードジェネレーターは、サブシステムに入る信号線の構成について、対応するサブシステムの入力端子を出る信号線の構成と一致することを検証します。

コード生成について、例ではモデル ConfigurationRapidPrototypingInterface のブロックの信号を構成する方法を説明します。コードマッピングエディター – C またはコードマッピングプログラミングインターフェイス (coder.mapping.api.CodeMapping) を使用してコードマッピングを構成できます。

信号についてのコード構成オプションの選択

コード生成の要件に応じて、生成コードで表現するブロックの信号と、その信号データの表現方法を決定します。既定では、モデルの信号は、生成されたコードでは model_B という名前のグローバルデータ構造体のフィールドとして表示されます。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信号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。カスタマイズを構成する場合は、以下を決定します。

生成されたコードでアクセス可能にする信号
生成されたコードでアクセス可能にする信号は、モデルコードマッピングに追加する必要があります。
既定の構成を設定するかどうか
多数の信号 (10 を超えるなど) へのアクセスを取得する必要がある場合、既定の設定で信号を構成してから、その設定を特殊なケースについてオーバーライドすると効率的です。固有のソース、命名規則、または配置要件をもつ少数の信号へのアクセスを取得する必要がある場合は、それらの信号を個別に構成することを検討します。
生成されたコードでの信号データの宣言と取り扱いの方法
- 個別のグローバル変数として
- 外部コードで定義されているグローバル変数から入力データを読み取るため
- アクセス関数への呼び出しとして。Embedded Coder^® が必要
これらのオプションの詳細については、生成コードでのデータと関数インターフェイスの制御を参照してください。

その他の考慮事項には次のものがあります。

モデルに表示される信号ラベルを使用して、または一意のコード識別子を使用して、生成されたコードで信号に名前を付けるかどうか。
volatile 型の修飾子をグローバル変数定義および宣言に含めるかどうか。Embedded Coder が必要です。型修飾子 const と volatile を使用したグローバルデータの保護 (Embedded Coder)を参照してください。
信号データをメモリの特定の領域に配置するかどうか。Embedded Coder が必要です。Control Data and Function Placement in Memory by Inserting Pragmas (Embedded Coder)を参照してください。

信号とそれに対応するストレージクラスとストレージクラスのプロパティに関連するインターフェイス要件のリストについては、データストアのストレージクラスおよびストレージクラスプロパティの選択を参照してください。

モデル例 ConfigurationRapidPrototypingInterface の信号の要件は次のとおりです。

Switch ブロックに出入りする信号をコード生成用に構成する。生成コードの実行中に監視できるように信号データを保持する。
信号を個別のグローバル変数として表現する。
信号を表す変数の名前に接頭辞 dout_ を適用する。

生成されたコードでの既定の信号の表現を static 型修飾子をもつグローバル変数として設定します。次に、2 つの Lookup Table ブロックの出力信号について、既定のストレージクラスと必須の接頭辞 dout_ を含む一意のコード識別子を使用するように構成します。

信号をモデルコードマッピングに追加

コード生成用に信号を構成する前に、信号をモデルコードマッピングに追加します。モデルコードマッピングに 2 つの Lookup Table ブロックの出力信号を追加します。

モデル例 ConfigurationRapidPrototypingInterface を開きます。書き込み可能な場所にモデルのコピーを保存します。
Simulink Coder アプリを開きます。
[C コード] タブで、[コードインターフェイス] 、 [個々の要素コードのマッピング] を選択します。
コードマッピングエディターで、[信号/状態] タブをクリックします。リストされた信号はありません。
コードマッピングに信号を追加します。Lookup Table ブロック Table1 および Table2 の出力信号について次を実行します。
1. モデルで信号を選択します。
2. 信号線の上または下に表示される省略記号上で一時停止してアクションバーを開きます。[信号の追加] ボタンをクリックします。
コードマッピングエディターで、[信号] ノードが展開され、追加した 2 つの信号がリストされます。

信号に対する既定のコード生成設定の構成

信号の既定のコード生成設定を使用すると、生成されたコードの実行中に監視する信号が多数あるモデルの場合は特に、コード生成のためのモデルの準備作業を軽減できます。構成設定を一度選択すると、コードジェネレーターによってそれらの設定がモデル全体の信号に適用されます。Simulink^® は既定の構成をモデルの一部として保存します。

固有の要件がない複数の信号をモデルで使用する場合は、モデルの信号について既定のコード生成設定を構成することを検討します。

この例では、コードマッピングエディター – C を使用して、モデル ConfigurationRapidPrototypingInterface の信号に対する既定のストレージクラスを ExportedGlobal に設定する方法を示します。ストレージクラス設定をそのようにすると、コードジェネレーターは、生成されたコードで信号データをグローバル変数として表します。

まだ実行していない場合は、信号をモデルコードマッピングに追加の説明に従って、信号をモデルコードマッピングに追加します。
[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。
コードマッピングエディターの [データの既定の設定] タブで、[信号] の下にあるカテゴリ [Signals, states, and internal data] を選択します。既定のストレージクラスを [ExportedGlobal] に設定します。
モデルを保存します。

個別の信号に対するコード生成設定の構成

コード生成についての個別の信号を構成できます。たとえば、モデルに固有のコード生成要件をもつ信号が 2 つある場合、信号を個別に構成します。または、信号について既定の設定を構成する場合、特定の信号についてその設定をオーバーライドできます。

モデルが以下の条件のうち少なくとも 1 つを満たす場合、信号に対して個別にコード生成設定を構成することを検討してください。

固有のソース、命名規則、または配置要件をもつ複数の信号を使用する。
少数の信号を使用する。
信号について既定の構成があり、いくつかの固有の信号についてその構成をオーバーライドする必要がある。

この例では、コードマッピングエディターを使用して、既定のストレージクラス設定をモデル ConfigurationInterface 内の Lookup Table ブロック Table1 および Table2 の出力信号に適用する方法を示します。この例では、それらの出力信号に対するコード識別子を構成する方法も示します。コード生成識別子は、たとえば統合用に、モデル設計の変更を伴わずに指定できます。

まだ実行していない場合は、信号に対する既定のコード生成設定の構成の手順を完了します。
コードマッピングエディターで、[信号/状態] タブをクリックします。[信号] を展開します。エディターで、コードマッピングに追加した信号の名前またはブロック端子識別子がリストされます。信号が信号オブジェクトに関連付けられる場合、信号オブジェクトへの関連付けアイコンが要素名または端子識別子の右側に表示されます。各信号のストレージクラスは Auto に設定されています。これは、コードジェネレーターが最適化を目的として関連するコードの表現を削除または変更する可能性があることを意味しています。最適化が不可能な場合、コードジェネレーターはモデルの既定の構成を適用します。この例の場合、モデルの既定の構成はストレージクラス ExportedGlobal を指定します。
- 最適化を回避し、コードジェネレーターで既定の構成が強制的に使われるようにするには、ストレージクラスを [Model default] に設定します。
- 既定の構成をオーバーライドするには、その信号のコード生成に関する要件を満たすストレージクラスを指定します。
コードマッピングエディターで、Table1 ブロックと Table2 ブロックの出力信号を選択します。ストレージクラスを [Model default:ExportedGlobal] に設定します。
2 つの Lookup Table ブロックの出力信号に対するコード識別子を接頭辞 dout_ を含む名前で構成します。コードマッピングエディターで、信号 Table1:1 を選択します。アイコンをクリックして、[識別子] プロパティを dout_Table1 に設定します。信号 Table2:1 について、[識別子] を dout_Table2 に設定します。
モデルを保存します。

コードを生成して表示します。たとえば、ConfigurationRapidPrototypingInterface.c で、ルックアップテーブルデータのデータ定義を見つけます。

real_T dout_Table1;                   
real_T dout_Table2;

ステップエントリポイント関数内でルックアップテーブルデータが使用されている場所を見つけます。

.
.
.
   dout_Table1 = look1_binlc((*input2), (&(mp_Table1.BP[0])),
    (&(mp_Table1.Table[0])), 10U);
	
  if (mode) {
    output = (real_T)mp_K1 * dout_Table1;
  } else {
    output = dstate_X;
  }

  dout_Table2 = look2_binlc((*input3), (*input4), (&(mp_Table2.BP1[0])),
    (&(mp_Table2.BP2[0])), (&(mp_Table2.Table[0])),
    (&(rtwdemo_configr_Table2_maxIndex[0])), 3U);}

  dstate_X = dout_Table2;
}

信号をモデルコードマッピングから削除

[C コード] タブで、[コードインターフェイス] 、 [個々の要素コードのマッピング] を選択します。
コードマッピングエディターで、[信号/状態] タブをクリックします。
削除する信号ごとに次を実行します。
1. モデルで信号を選択します。
2. 信号線の上または下に表示される省略記号上で一時停止してアクションバーを開きます。[信号の削除] ボタンをクリックします。

信号に対するコード生成設定のプログラムによる構成

コード生成のための信号の構成を自動化するには、コードマッピングのプログラミングインターフェイスを使用します。たとえば、カスタムブロックライブラリまたはアプリケーションテスト環境の一部を作成する場合は、プログラミングインターフェイスを使用してデータの構成を自動化します。

この例では、プログラミングインターフェイスを使用して、モデル ConfigurationRapidPrototypingInterface の信号を構成する方法を示します。生成されたコードでの既定の信号の表現をグローバル変数として設定します。次に、2 つの Lookup Table ブロックの出力信号について、既定のストレージクラスと必須の接頭辞 dout_ を含む一意のコード識別子を使用するように構成します。

モデル例を開きます。

openExample("ConfigurationRapidPrototypingInterface")

関数 coder.mapping.api.get を呼び出してオブジェクト cm を作成します。オブジェクトは、モデル ConfigurationRapidPrototypingInterface のデータのコード生成構成を保存します。
```
cm = coder.mapping.api.get("ConfigurationRapidPrototypingInterface");
```
関数 setDataDefault を呼び出して信号の既定の設定を構成します。引数には、次の値を指定します。
- coder.mapping.api.get で返されるオブジェクト
- 既定のカテゴリの InternalData
- プロパティ値 ExportedGlobal をもつプロパティ名 StorageClass
```
setDataDefault(cm,"InternalData","StorageClass","ExportedGlobal");
```
信号の既定の構成を検証します。coder.mapping.api.get およびカテゴリ InternalData によって返されるオブジェクトを指定する getDataDefault の呼び出しを発行します。3 番目の引数をプロパティ StorageClass として指定します。
```
getDataDefault(cm,"InternalData","StorageClass")
```
```
ans =

    'ExportedGlobal'
```

Lookup Table ブロック Table1 および Table2 の出力端子へのハンドルを取得します。端子ハンドルは、信号データをモデルコードマッピングに追加するために使用します。

lut1D_ports = get_param("ConfigurationRapidPrototypingInterface/Table1","PortHandles");
lut2D_ports = get_param("ConfigurationRapidPrototypingInterface/Table2","PortHandles");

lut1D_outPort = lut1D_ports.Outport;
lut2D_outPort = lut2D_ports.Outport;

モデルコードマッピングに Lookup Table ブロックの出力信号を追加します。
```
addSignal(cm,[lut1D_outPort,lut2D_outPort]);
```
信号に対する既定の構成を Lookup Table ブロックの出力信号に適用します。
既定では、Simulink は個別の信号のストレージクラスを Auto に設定します。コードジェネレーターは次を行います。
- 最適化目的で生成されたコードからデータを削除するかどうかを決定する。
- データを保持する場合、既定の構成設定を考慮して、生成されたコード内でデータを効率的に表す方法を決定する。
信号の構成を制御するには、関数 setSignal を呼び出します。
それぞれの信号について、次を指定する setSignal への呼び出しを発行します。
- coder.mapping.api.get によって返されるオブジェクト
- 信号の端子ハンドル lut1D_outport または lut2D_outport。
- 信号に対してプロパティ StorageClass およびプロパティ値 Model default を使用して以前に設定された既定のストレージクラス。
- プロパティ Identifier およびプロパティ値 dout_Table1 または dout_Table2
```
setSignal(cm,lut1D_outPort,"StorageClass","Model default","Identifier","dout_Table1");
setSignal(cm,lut2D_outPort,"StorageClass","Model default","Identifier","dout_Table2");
```

関数 getsignal を呼び出して構成の設定を検証します。coder.mapping.api.get から返されるオブジェクト、信号の端子ハンドル (lut1D_outport または lut2D_outport)、およびプロパティ StorageClass または Identifier を指定します。

getSignal(cm,lut1D_outPort,"StorageClass")

ans =

    'Model default'

getSignal(cm,lut1D_outPort,"Identifier")

ans =

    'dout_Table1'

getSignal(cm,lut2D_outPort,"StorageClass")

ans =

    'Model default'

getSignal(cm,lut2D_outPort,"Identifier")

ans =

    'dout_Table2'

モデルを保存します。

コードを生成して表示します。たとえば、ConfigurationRapidPrototypingInterface.c で、ルックアップテーブルデータのデータ定義を見つけます。

real_T dout_Table1;                   
real_T dout_Table2;

ステップエントリポイント関数内でルックアップテーブルデータが使用されている場所を見つけます。

.
.
.
   dout_Table1 = look1_binlc((*input2), (&(mp_Table1.BP[0])),
    (&(mp_Table1.Table[0])), 10U);
	
  if (mode) {
    output = (real_T)mp_K1 * dout_Table1;
  } else {
    output = dstate_X;
  }

  dout_Table2 = look2_binlc((*input3), (*input4), (&(mp_Table2.BP1[0])),
    (&(mp_Table2.BP2[0])), (&(mp_Table2.Table[0])),
    (&(rtwdemo_configr_Table2_maxIndex[0])), 3U);}

  dstate_X = dout_Table2;
}

信号のストレージクラスおよびストレージクラスプロパティの選択

コード生成の要件に応じて、ブロックの信号に対してコード生成を構成するストレージクラスを次から選択します。

ヒント

既定のマッピングでは、信号は [Signals, states, and internal data] セクションで構成されます。

要件	既定のマッピングのストレージクラス	個別のマッピングのストレージクラス
より効率的なコードを生成するように、最適化を有効にします。		Auto
最適化できないデータ要素の場合、データを標準のデータ構造体のフィールドとして表します。	既定値
最適化によってデータ要素のストレージが削除されるのを防ぎ、データ要素のカテゴリに対して既定のストレージクラスを使用します。		Model Default
グローバル変数の定義と宣言を生成します。	ExportedGlobal	ExportedGlobal
外部コードで定義されたグローバル変数またはグローバル変数のポインターに対して読み取りと書き込みを実行するコードを生成します。	ImportedExtern、ImportedExternPointer	ImportedExtern、ImportedExternPointer

使用可能なストレージクラスのリストには、Embedded Coder ディクショナリで定義された他のプロジェクト固有のストレージクラスが含まれている可能性があります。リストされているストレージクラスでは満たされない特別な要件がある場合、Embedded Coder ソフトウェアをお持ちであれば、ストレージクラスを定義できます。Define Service Interfaces, Storage Classes, Memory Sections, and Function Templates for Software Architecture (Embedded Coder)を参照してください。

個別の信号については、[識別子] ストレージクラスプロパティを使用して、生成されたコードで信号を表す変数の名前を構成します。[Identifier] プロパティを空白のままにすると、コードジェネレーターは信号ラベルを使用します。信号ラベルが空の場合、コードジェネレーターは信号を出力するブロックの名前を使用します。

参考

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