最上位モデルからの再呼び出し可能なコードの生成

既定では、コードジェネレーターは、最上位モデルに対して再呼び出し可能でないコードを生成します。エントリポイント関数には void-void インターフェイスがあります。コードは、共有メモリ内にあるグローバルデータ構造体へのアクセスを共有して他のコードとやりとりします。

再利用によってメリットがあり、コードの使用またはインスタンスごとに独自で固有なデータを維持する必要のあるアプリケーションの場合は、コードジェネレーターで再呼び出し可能なコードが生成されるようにモデルを設定します。再呼び出し可能なコードを生成するには、モデルコンフィギュレーションパラメーターコードインターフェイスのパッケージ化を [再利用可能な関数] に設定します。Embedded Coder^® コードを使用して、C++ コードを生成している場合は、パラメーターを [C++ クラス] に設定できます。

[コードインターフェイスのパッケージ化] が [再利用可能な関数] に設定されている場合、コードジェネレーターは以下を行います。

ブロック I/O、DWork ベクトル、パラメーターなどのモデルデータをリアルタイムモデルデータ構造体 (rtModel) にパッケージ化する。
リアルタイムモデルデータ構造体を入力引数として、生成されたモデルのエントリポイント関数に参照渡しする。
ルートレベルの入力引数と出力引数を、生成されたモデルのエントリポイント関数に個々の引数として渡す。
モデルデータ構造体にメモリを静的に割り当てる。
リアルタイムモデルデータ構造体を生成された model.h ヘッダーファイルにエクスポートする。

以下のモデルコンフィギュレーションパラメーターを設定して、追加の診断およびコード生成制御を適用します。

モデルがマルチインスタンスコードの要件を満たしていない場合にコードジェネレーターに表示される診断メッセージの重大度のレベルを選択するには、パラメーターマルチインスタンスコードのエラーの診断を [なし]、[警告]、または [エラー] に設定する。モデルがマルチインスタンスコードの生成に対する要件に違反した場合に、表示される診断の重大度レベルを変更する必要がある場合を除き、パラメーターを [エラー] に設定します。
生成されたコードでルートレベルのモデルの入力および出力を再利用可能な実行 (ステップ) 関数に渡す方法を制御するには (Embedded Coder が必要)、パラメーターPass root-level I/O as (Embedded Coder)を [個々の引数]、[構造体参照]、または [モデルデータ構造体の一部] に設定する。
コードインターフェイスのパッケージ化を [再利用可能な関数] に設定した場合、コードジェネレーターはモデルデータ (ブロック I/O、Dwork、パラメーターなど) をリアルタイムモデルデータ構造体にパッケージ化して、生成されたモデルのエントリポイント関数にモデル構造体を渡します。Pass root-level I/O as (Embedded Coder)を [モデルデータ構造体の一部] に設定した場合、コードジェネレーターはルートレベルのモデル入力と出力をリアルタイムモデルデータ構造体にパッケージ化します。
メモリの使用量を削減するため、リアルタイムモデルデータ構造体からエラーステータスフィールドを省略して (Embedded Coder が必要)、モデルコンフィギュレーションパラメーター [リアルタイムモデルデータ構造のエラーステータスフィールドを削除] を選択します。
malloc を使用してモデルインスタンスデータにメモリを動的に割り当てる関数を生成ファイル model.c に含めるには (Embedded Coder が必要)、モデルコンフィギュレーションパラメーター [モデルの初期化に動的メモリ割り当てを使用] を選択します。このパラメーターを選択していない場合、生成されたコードはモデルデータ構造に対してメモリを静的に割り当てます。

再呼び出し可能なマルチインスタンスコードの生成

この例では次を使用します。

スクリプトを開く

この例では、再呼び出し可能なマルチインスタンスコード生成用のモデルを設定する方法を示します。複数のプログラムで再呼び出し可能なコードを同時に使用できます。再入用のモデルを設定すると、実行 (step) エントリポイント関数では、グローバルデータ構造体ではなく、ルートレベルの入力引数と出力引数が使用されます。コンフィギュレーション設定を検査した後に、コードを生成し、生成されたコードを確認します。

モデルを開く

モデル Reusable を開きます。このモデルには、ルートの Inport ブロックが 2 つとルートの Outport ブロックが 1 つ含まれます。

model='Reusable';
open_system(model);

関連するモデルコンフィギュレーションパラメーター設定の確認

1. Embedded Coder アプリを開きます。

2. [モデルコンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスを開きます。

3. モデルコンフィギュレーションパラメーター [システムターゲットファイル] は ert.tlc に設定されています。[システムターゲットファイル] を grt.tlc に設定して構成したモデルに対して再呼び出し可能なコードを生成できますが、ERT および ERT ベースのシステムターゲットファイルでは、コード内のルートレベル I/O の受渡し方法をより細かく制御できます。

4. [コード生成]、[インターフェイス] ペインを開き、関連するモデルコンフィギュレーションパラメーター設定を確認します。

[コードインターフェイスのパッケージ化] が [Reusable function] に設定されていることを確認する。このパラメーター設定は、コードジェネレーターに対して再利用可能なマルチインスタンスコードを生成するよう指示します。
Reusable function の設定にパラメーター [マルチインスタンスコードのエラーの診断] が表示されます。このパラメーターは Error に設定されます。この値は、モデルがマルチインスタンスコードを生成するための要件に違反した場合、コードジェネレーターが中断することを示します。
[ルートレベル I/O を以下として渡す] が [Part of model data structure] に設定される。この設定では、ルートレベルのモデル入力と出力をリアルタイムモデルデータ構造体 (rtModel) にパッケージ化します。この構造体は、SimStruct をモデルの最上位データ構造体として置き換える最適化されたデータ構造体です。
[リアルタイムモデルデータ構造のエラーステータスフィールドを削除] が選択されている。このパラメーター設定では、生成されたリアルタイムデータモデル構造体からエラーステータスフィールドを削除することでメモリ使用量を削減します。

コードの生成とレビュー

slbuild(model);

### Starting build procedure for: Reusable
### Successful completion of build procedure for: Reusable

Build Summary

Top model targets built:

Model     Action                        Rebuild Reason                                    
==========================================================================================
Reusable  Code generated and compiled.  Code generation information file does not exist.  

1 of 1 models built (0 models already up to date)
Build duration: 0h 0m 15.704s

生成コードのレビュー

ert_main.c はモデル用の main プログラムの例 (実行フレームワーク) を示す。このコードは、エントリポイント関数 Reusable_step を呼び出してモデルのコード実行を制御します。このファイルを、実行フレームワークのコーディングの開始点として使用します。
Reusable.c には、モデルのアルゴリズムを実装するコードのエントリポイントが含まれる。このファイルには、レートスケジューリングコードが含まれています。
Reusable.h は、モデルデータ構造体、およびモデルのエントリポイントとデータ構造体へのパブリックインターフェイスを宣言する。
rtwtypes.h は、生成コードが必要とするデータ型、構造体およびマクロを定義する。

コードインターフェイス

コードインターフェイスレポートを開いてレビューします。このレポートの情報を使用して、実行フレームワークのインターフェイスコードを記述します。

1. 命令 #include Reusable.h を追加することによって、生成されたヘッダーファイルをインクルードします。

2. モデルの Inport ブロックの生成コードへの入力データを記述します。

3. 生成されたエントリポイント関数を呼び出します。

4. モデルの Outport ブロックの生成コードからデータを読み取ります。

入力端子:

<Root>/In1: 次元 1 のデータ real_T
<Root>/In2: 次元 1 のデータ real_T

エントリポイント関数:

初期化エントリポイント関数、void Reusable_initialize(RT_MODEL *const rtM)。開始時にこの関数を一度呼び出します。
出力と更新 (step) エントリポイント関数、void Reusable_step(RT_MODEL *const rtM)。この関数を、モデルの最速レートで定期的に呼び出します。このモデルでは、関数を毎秒呼び出します。リアルタイムの実行を実現するには、この関数をタイマーに接続します。

出力端子:

<Root>/Out1: 次元 1 のデータ型 real_T

ステップ関数の確認

Examine the |Reusable_step| function code in |Reusable.c|.

cfile = fullfile('Reusable_ert_rtw','Reusable.c');
coder.example.extractLines(cfile,'/* Model step function', '/* Model initialize function ', 1, 0);

/* Model step function */
void Reusable_step(RT_MODEL *const rtM)
{
  D_Work *rtDWork = rtM->dwork;
  ExternalInputs *rtU = (ExternalInputs *) rtM->inputs;
  ExternalOutputs *rtY = (ExternalOutputs *) rtM->outputs;

  /* Outport: '<Root>/Out1' incorporates:
   *  UnitDelay: '<Root>/Delay'
   */
  rtY->Out1 = rtDWork->Delay_DSTATE;

  /* Gain: '<Root>/Gain' incorporates:
   *  Sum: '<Root>/Sum'
   *  UnitDelay: '<Root>/Delay'
   */
  rtDWork->Delay_DSTATE = (rtU->In1 + rtU->In2) * rtP.k1;
}

コードジェネレーターはモデルデータをリアルタイムモデルデータ構造体の一部として関数 Reusable_step に渡します。モデルコンフィギュレーションパラメーター [コードインターフェイスのパッケージ化] と [ルートレベル I/O を以下として渡す] の設定を変えて、コードを再生成してみてください。関数プロトタイプがどのように変化するか確認します。

モデルとレポートを閉じる

モデルおよびコード生成レポートを閉じます。

bdclose(model)

インスタンス間でのデータの共有

コードで再呼び出し可能なモデルのエントリポイント関数を複数回呼び出す場合、各呼び出しはモデルの 1 つのインスタンスを表します。既定では、コードジェネレーターは、各インスタンスがモデルの信号、ブロック状態、およびパラメーターの個別のコピーに対して読み込み/書き込みを実行することを前提とするコードを生成します。

インスタンス間でパラメーターデータの一部を共有するには (再利用可能な PID 制御アルゴリズムの設定点を共有するなど)、Simulink.Parameter などのパラメーターオブジェクトを使用します。次に、Auto 以外のストレージクラスを使用するか、またはコードマッピングエディターでパラメーターを設定し、パラメーターデータの対応するカテゴリの既定のストレージクラス [Default] (既定の設定) を [Model default] に設定します。パラメーターオブジェクトは、グローバル変数など、関数が直接アクセスするグローバルシンボルとしてコードに表示されます。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。
インスタンス間で非パラメーターデータの一部を共有するには (障害指標やアキュムレーターを共有するなど)、データストアを使用します。データストアを設定することで、関数が直接アクセスするグローバル変数のように、グローバルシンボルとしてコードに表示させるようにできます。Simulink.Signal オブジェクトを使用してグローバルデータストアを作成するか、Data Store Memory ブロックを使用して、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] を選択します。詳細については、データストアの作成によるグローバルデータのモデル化および Data Store Memory を参照してください。